В. Ф. ДРОЗДОВОТОПЛЕНИЕ
И ВЕНТИЛЯЦИЯОТОПЛЕНИЕДопущено
Министерством высшего и среднего
специального образования СССР
в-качестве учебника для студентов вузов,
обучающихся’ по специальности
«Теплогазоснабжение и вентиляция»фМОСКВА «ВЫСШАЯ ШКОЛА» 1976
6С9.4Д75УДК 697Рецензенты:кафедра «Теплоснабжение и вентиляция» Киевского
инженерно-строительного института
(зав. кафедрой докт. техн. наук, проф. Б. Н. Лобаев);
канд. техн. наук И. Г. Староверов (ЦНИИ промзданий).Валентин Федорович Дроздов
ОТОПЛЕНИЕ И ВЕНТИЛЯЦИЯ
ОТОПЛЕНИЕИ. Б. № 60Научный редактор С. С. Ковков. Редактор А. П. Мартынов. Художник
Ю. М. Сдюсаренский. Худож. редактор Т. А. Дурасова. Техн. редактор
Э. М. Чижевский. Корректор Р. К. КосшюваТ—20669	Сдано в набор Ю/\'— 76 г.	Подгт. к печати 26/Х1—76 г.Формат 60Х90'/|б Бум. тип. Д» 2 Объем 17,5 печ. л. Уел. п. л. 57,5. Уч.-тд. л. 17.72
Изд. Л’.' СТР—261	Тираж 40 000 экз.	Цена 73 коп.План выпуска литературы издательства «Высшая школа»(вузы и техникумы) на 1976 г. Позиция № 139
Москва. К-51, Неглпнная ул., д. 29/14, издательство «Высшая школа»
Московская типография 8 Союзиолиграфпрома
при Государственном комитете Совета Министров СССР
по делам издательств, полиграфии и книжной торговли,Хохловский пер., 7. Зак, 832.Дроздов В. Ф.Д75 Отопление и вентиляция. Отопление. Учебник для строит,
вузов. М., «Высш. школа», 1976.280 с. с ил.В книге рассматриваются системы отопления гражданских, промышленных н
сельскохозяйственных зданий. Излагаются теория, методика расчетов и принципы
раСоиы систем отопления. Приводятся примеры расчетов, необходимые для изуче¬
ния курса и практики проектирования систем. Даются эксплуатационные и технико-
экономические характеристики отопительных устройств.30210—439Д ~—:	 139-76	6С9.400Н0П—76001(01)—76& Издательство «Высшая школа», 1976.ПРЕДИСЛОВИЕКнига предназначена для студентов, обучающихся по спе¬
циальности «Теплогазоснабжение и вентиляция» в высших
учебных заведениях, причем преимущественно без отрыва от
производства. Именно поэтому учебник по профилирующему
курсу имеет несколько меньший объем по сравнению с ранее
выпушенными аналогичными учебниками. Тем не менее в це¬
лом в книге, по мнению автора, освещены все основные вопро¬
сы учебной программы курса.Автор поставил перед собой задачу — описать основные
принципиальные схемы систем отопительных устройств, прин¬
ципы их расчета и по возможности эксплуатационные харак¬
теристики систем. Уяснение сущности устройства систем и ме¬
тодов их расчета послужит необходимым фундаментом для
творческой работы инженера.Наличие обстоятельной справочной литературы по отопле¬
нию освободило автора от необходимости широкого включе¬
ния в книгу подробного описания оборудования и устройств.Физические величины измерения при изложении теории
указаны в системах МКГСС и СИ, а примеры расчетов — в
системе МКГСС, поскольку вся нормативная и справочная лиг
тература по вопросам отопления дается в указанной системе.Автор искренне благодарит докт. техн. наук, проф. Б. Н. Ло-
баева, канд. техн. наук, доцентов Р. В. Щекина, В. А. Березов¬
ского, а также канд. техн. наук И. Г. Староверова и канд.
техн. наук И. С. Шаповалова за ценные замечания, сделанные
ими по рукописи учебника.
ВВЕДЕНИЕКраткий обзор развития отопительной техники. Отопительные и ■
вентиляционные системы устраивают с целью обеспечения в поме¬
щениях санитарно-гигиенических условий, необходимых для пребы¬
вания в них человека.В цехах промышленных предприятий с помощью отопительно¬
вентиляционных устройств поддерживаются определенные парамет¬
ры внутреннего воздуха (температуры, влажности, подвижности,
чистоты от механических примесей) в соответствии с требованиями
технологического процесса и гигиеническими нормативами.Отопительные устройства являются важнейшими в комплексе
отопительно-вентиляционных сооружений. В основном отопитель¬
ные устройства служат для создания нормального теплового режи¬
ма в помещениях.Отопительно-вентиляционная техника прошла большой путь
развития и совершенствования. Тысячелетиями для отопления жи¬
лища служил костер, на смену которому пришла печь.Существенная роль в совершенствовании печей принадлежит
нашей отечественной технике. С XVII в. до наших дней сохрани¬
лась слава о выдающихся мастерах-умельцах кладки печей М. Ва¬
сильеве, Е. Иванове, П. Заборском, С. Буткееве. Большую цен¬
ность имели работы архитектора И. И.Свиязева (1867) по расчету
и конструированию печей.Конструированию и расчету огневоздушного отопления посвя¬
щены известные работы Н. А. Львова (1799), Н. А. Амосова (1835),Г. С. Войницкого (1881).Центральные водяные и паровые системы отопления стали рас¬
пространяться лишь в начале прошлого века. В России были рас¬
пространены установки, созданные П. Г. Соболевским (1834). Ин¬
тенсивно развивалась отопительная техника в конце прошлого и
начале XX в. в связи с ростом строительства городов и крупных
промышленных предприятий.В начале XX в. получают дальнейшее развитие центральные си¬
стемы отопления. В 1903 г. проф. В. М. Чаплин применил паро¬
струйный эжектор в системе пароводяного отопления. В 1909 г. по
проекту инж. М. П. Мельникова в здании Михайловского театра
была устроена система водяного отопления с насосной циркуляци¬
ей. В 1906—1911 гг. инж. В. А. Яхимович в ряде объектов применил
систему панельно-лучистого отопления, в которой нагревательными
приборами являлись бетонные панели, встроенные в стены. В эти
панели были замоноличены змеевики из стальных труб.После Великой Октябрьской социалистической революции со¬
вершенствование отопительных систем получило подлинно широкоеПЯ.ЧТШТИР4Советское законодательство предусматривает создание условий,
делающих труд человека здоровым и высокопроизводительным. В
Программе Коммунистической партии Советского Союза говорится,
что «всемерное оздоровление и облегчение условий труда —одна
из важнейших задач подъема народного благосостояния».Вопросы конструктивного улучшения, повышения гидравличе¬
ской устойчивости, использования новых видов тепловой энергии,
совершенствования методов расчета на базе изучения строительной
теплофизики и гидравлики явились темами многих исследований.
К ним относятся труды А. А. Крауза, П. Н. Каменева, Л. А. Семено¬
ва, Б. Н. Лобаева, В. Н. Богословского, В. И. Гусева и др.’ Отопительно-вентиляционная техника относится к прикладным
наукам. Научной основой ее являются физика, общая теплотехни¬
ка, гидравлика. Поэтому изучению курса отопления и вентиляции
должно предшествовать изучение этих дисциплин.В последнее время отопительная техника получила большое
развитие. Еестественно, что описать все существующие системы
отопления в учебнике не представляется возможным. В связи с
этим автор поставил перед собой задачу — рассмотреть основные
принципы работы основных систем отопления и их расчета, уясне¬
ние сущности которых позволит самостоятельно освоить устройство,
действие и методы расчета других систем.Требования, предъявляемые к системам отоп¬
ления, подразделяют на санитарно-гигиенические, технико-эконо¬
мические, строительно-архитектурные и эксплуатационные.Санитарно-гигиенические требования имеют целью обеспечение
в помещениях микроклимата или метеорологических условий, бла¬
гоприятных для здоровья и труда человека.Технико-экономические требования сводятся к тому, чтобы обес¬
печить оптимальную характеристику системы отопления.Строительно-архитектурные требования предусматривают увяз¬
ку системы отопления со строительными конструкциями и архитек¬
турной композицией помещений, а также сохранность строительных
конструкций в течение всего срока эксплуатации зданий.Эксплуатационные требования заключаются в том, чтобы обес¬
печить удобное регулирование системы отопления, тепловую ее на¬
дежность, бесшумность действия, пожарную безопасность, удобст¬
во и простоту ремонта.Классификация систем отопления. Системы отопления различа¬
ют по следующим конструктивным признакам и параметрам:1)	месту размещения генератора тепла относительно отапливае¬
мых помещений — на местные и центральные;2)	виду теплоносителя, подводящего тепло к отапливаемым по¬
мещениям,— на водяные, паровые, воздушные;3)	параметрам теплоносителя — на водяные системы с водой,
нагретой ниже 100° С или выше 100°С (перегретой*), и паровые
системы низкого и высокого давления;выше тгСПеРеГРСТ°Й В0'П'0^ Условно принято понимать воду с температурой5
4)	передаче тепла отапливаемым помещениям — конвективные,
лучистые;5)	способу циркуляции — на естественную (гравитационную),
искусственную (насосную);6)	конструктивным особенностям, отличающим системы друг от
друга схемой прокладки магистральных трубопроводов и стояков.К местным относят системы, в которых генератор тепла и тепло¬
отдающая часть находятся непосредственно в отапливаемом поме¬
щении; это — печное, газовое и электрическое отопление.Центральными системами отопления называют такие системы,
генераторы тепла в которых расположены вне отапливаемых поме¬
щений.В системах с верхней разводкой подающие магистрали прокла¬
дывают на чердаках или под потолком верхнего этажа, в системах
с нижней разводкой — в подвале или подпольных каналах.По способу подводки теплоносителя к нагревательным приборам
и отвода его схемы стояков могут быть двухтрубные или однотруб¬
ные.ГЛАВА IТЕПЛОПЕРЕДАЧА ЧЕРЕЗ ОГРАЖДЕНИЯ ЗДАНИЙ§ 1. ПРОЦЕССЫ ТЕПЛООБМЕНАВ холодное время года, когда наружная температура ниже тем¬
пературы внутреннего воздуха, помещение теряет теплоту через
ограждения/Процесс передачи тепла через ограждение является
сложным явлением. Но в любом случае в передаче тепла участвуют
порознь или в сочетаниях следующие три вида теплообмена: теп¬
лопроводность, конвекция и тепловое излучение.Ниже рассмотрены способы передачи тепла через ограждения.Передача тепла теплопроводностью. Теплопроводностью назы¬
вают молекулярный перенос тепла в сплошной среде, обусловлен¬
ный наличием градиента температуры.Количество тепла, передаваемого теплопроводностью, опреде¬
ляют по закону Фурьед.-=~-когад/,	(1-1)где К — коэффициент теплопроводности или множитель пропорцио¬
нальности, численно равный плотности теплового потока при гра¬
диенте температуры, равном единице, ккал/м-ч-град [Вт/(м-град)];
§гасИ — градиент температур, направленный по нормали к изотер¬
мической поверхности в сторону возрастания температуры, его раз¬
мерность— град/м. Значение цтай/ с обратным знаком означает па¬
дение температуры.При передаче тепла через плоское ограждение площадью Р
уравнение (1.1) принимает вид0. Р (^1 — тг2),	(1.2)Огде х\ — температура внутренней поверхности ограждения, град;
тг — температура внешней поверхности ограждения, град; б — тол¬
щина ограждения, м.Коэффициент теплопроводности '/. зависит от физической харак¬
теристики материала: объемной массы его у, влажности Р/ и тем-
’ пературы /:Х = /(у, \Г, /).С увеличением объемной массы материала, его влажности и
температуры коэффициент теплопроводности материала возрастает.Передача тепла конвекцией. При конвективном теплообмене
теплоотдача происходит одновременно теплопроводностью и кон-
ве™й. Влияние этих процессов на теплоотдачу выражают через
коэффициенты пропорциональности (коэффициенты конвекции).
Передача тепла конвекцией происходит путем перемещения час¬
тиц жидкости или газа. Количество тепла, передаваемого конвек¬
цией, определяется по формуле НьютонаЯк = акР	(1.3)где ак — коэффициент конвективного теплообмена, ккал/м2-ч-град
[Вт/(м2-град)]; Р— площадь поверхности теплоотдачи, м2; 1\—^2 —
разность температур поверхности ?1 и среды /2 (или наоборот).Конвективный теплообмен в основном зависит от интенсивности
движения потока среды. Существенно влияет на теплообмен поло¬
жение теплоотдающей поверхности (горизонтальное или вертикаль¬
ное) и направление теплового потока (снизу вверх или сверху
вниз). Например, при расположении греющей поверхности вверху
и, следовательно, при направлении теплового потока сверху вниз
практически ак = 0.Передача тепла излучением. Излучением называется теплооб¬
мен, при котором энергия с одного тела на другое передается в ре¬
зультате внутриатомных процессов. Носителем теплового излуче¬
ния являются электромагнитные волны.Теплообмен излучением может происходить между телами с
различной температурой. При одинаковой же температуре все тела
находятся в так называемом термодинамическом равновесии. И в
этом случае тепло излучается и поглощается лишь при одном уело-
вии: приход лучистой энергии равен ее расходу.При теплообмене излучением двух с неодинаковой температурой
поверхностей, расположенных параллельно, количество тепла,
воспринимаемого поверхностью с меньшей температурой (опреде¬
ляемое по закону Стефана — Больцмана), пропорционально разно¬
сти четвертых степеней абсолютных температур каждой поверх¬
ности:Т2_У
100 I V 100(1.4)где сПр — приведенный коэффициент излучения двух противостоя¬
щих друг другу тел, ккал/(м2-ч-град К4) [Вт/(м2-град К4)]; Р —
поверхность излучения, м2; Т\, Т2 — абсолютные температуры по¬
верхностей;7\ = 273 + *1; 7’2 = 273 + *2.Коэффициент теплоотдачи излучением зависит от степени чер¬
ноты тел, участвующих в теплообмене.Приведенный коэффициент излучения сПр определяют по фор¬
муле°пр 1/с! + 1/с2 — 1/с0 ’где С\ — коэффициент излучения первой поверхности с температу¬
рой Ти ккал/(м2-ч-град К4) [Вт/(м2-К4)]; с2 — коэффициент излу¬чения второй поверхности с температурой Т%, ккал/(м2-ч-град К4)
ГВт/(м2-К4)]; со — коэффициент излучения абсолютно черного тела,ккал/ (м2 • ч-град К4) [Вт/ (м2 • К4)].Величины коэффициентов излучения зависят от цвета поверхно¬
сти, качества ее обработки и температуры тела. Для абсолютно чер¬
ного тела (независимо от температуры) значение со = 4,9 ккал/(м2Х
Хч-К4) или [5,68 Вт/(м2-К4)]-Абсолютно черными телами называются
такие, которые поглощают всю падающую
па них лучистую энергию. Для так называе¬
мых серых тел, к которым относится боль¬
шинство строительных материалов, коэф¬
фициент излучения с<с0.Формулу (1.4) для упрощения можно
писать аналогично формуле (1.3)Ял = алРух—(2),	(1-6)гдеа — коэффициент теплообмена излучением,
ккал/м2-ч-град [Вт/(м2• град)].Коэффициент теплопередачи огражде¬
ния. Если в одно и то же время измерить
температуры воздуха помещения 1В, внутренней поверхности
ограждения тв, в толще конструкции, наружной поверхности
ограждения тп и снаружи 1П, то получим кривую распределения
температур, изображенную рис. 1.1.Количество тепла, теряемого ограждением, можно определить
из следующих выражений:<31 = а,/1 (4 — О;	О-7'о2=^(*в-*н);	П-8)ОЯз=апР {ха — (а),	(1.9)где С?! — количество тепла, воспринимаемого внутренней поверх¬
ностью ограждения; ккал/ч [Вт]; — количество тепла, проходяще¬
го через ограждение толщиной 6, ккал/ч [Вт]; (^3 — количество теп¬
ла, отдаваемого наружной поверхностью ограждения наружному
воздуху, ккал/ч; [Вт]; ав — коэффициент теплообмена на внутрен¬
ней поверхности ограждения или коэффициент тепловосприятия,
выражающий количество поглощаемого тепла в 1 ч единицей по¬
верхности ограждения (1 м2) при разности температур в 1 град
между температурами _ помещения и внутренней поверхностью,
ккал/м2-ч-град [Вт/(м2-град)]; Я — коэффициент теплопроводности
или количества тепла, проходящего через 1 м2 поверхности ограж-Рис. 1.1 Теплопередача
через плоскую стенку
при установившемся теп¬
ловом состоянии9
дения толщиной 1 м в течение ) ч при разности температур в 1 град,
ккал/(м -ч-град) [Вт/(м-град)]; ан — коэффициент теплообмена на
наружной поверхности ограждения или коэффициент теплоотдачи,
выражающий количество тепла, отдаваемого в 1 ч с 1 м2 поверх¬
ности ограждения при разности температур между поверхностью
ограждения и наружной температурой в 1 град, ккал/м2-ч-град
[Вт/(м2-град)]; Р— площадь поверхности ограждения, м2.Из уравнений (1.7), (1.8), (1.9) для температурной разности по¬
следовательно находим/ —г	х —х =--0-2-- • х — I — 0зЬ’п		_ У '-и Ьн	- _ 5 ''и-	НавГ	н 1Г к " анРПри стационарном режиме, т. е. установившемся тепловом пото¬
ке, С21 = С?2 = Рз = Р• Суммируя разности температур, получим об¬
щую разность (тепловой напор), необходимую для передачи тепла
через ограждение'в-'н=4-(—+т+"Ч-	(1Л0)г \ ав X а„ /Приняв /г=1 м2 и /в—/н=1 град, преобразуем уравнение (1.10)	!	г=к-	(1Л1)10 1ав X а„Размерность и К в этом случае (С} = К) одинакова: ккал/(м2Х
Хч-град).По уравнению (1.11) определяют количество тепла, проходяще¬
го через единицу поверхности (1 м2) в единицу времени (1 ч) при
разности температур внутреннего и наружного воздуха в 1 град.
Это количество тепла называют коэффициентом теплопередачи
плоского ограждения.Если ограждение состоит из нескольких материальных слоев, то
коэффициент теплопередачи его будет равен:К=-	Ц	(1.12)1 ^ 0 1—	+ 2 — + —
ав	л ангде — сумма термических сопротивлений всех материальныхXслоев (см. ниже).Коэффициент теплопередачи характеризует сложный тепло¬
обмен, встречающийся в практике. Этот коэффициент выражает
процесс передачи тепла через плоскую стенку тремя способами:
теплопроводностью конвекцией и лучеиспусканием.Коэффициент тепловосприятия ав является суммой двух слагае¬
мыхгде ак — коэффициент конвекции; ал — коэффициент излучения.10Такой же физический смысл имеет и коэффициент теплоотдачиаН' Сопротивление теплопередаче ограждения. Величина, обратная
коэффициенту теплопередачи, называется сопротивлением тепло¬
передаче. Выражают ее формулой1 _ 1	—4- —+ —	(1.13)ЯпилиЯо:ЯВ+ЯТ+ЯН
1где(1.14)сопротивления теплово-Ят=-, Ян аав	л	ансприятию, теплопроводности, теплоотдаче.Сопротивление теплопередаче Яо выражает разность темпера¬
тур, необходимую для того, чтобы через единицу поверхности (1м)
ограждения в единицу времени (1 ч) прошла единица количества
тепла.Сопротивление тепловосприятию Не указывает на разность тем¬
ператур, которая необходима для перехода единицы количества
тепла от внутреннего воздуха к единице внутренней поверхности
(1 м2) ограждения в единицу времени ( 1ч); /?т — величина терми¬
ческого сопротивления ограждения — показывает разность темпе¬
ратур, требующуюся для перехода единицы количества тепла через
толщу ограждения поверхностью 1 м2 в единицу времени (1 ч);
Ян—сопротивление теплоотдаче — указывает на разность темпера¬
тур, необходимую для перехода единицы количества тепла от еди¬
ницы наружной поверхности (1 м2) к наружному воздуху в едини¬
цу времени (1ч).Термическое сопротивление имеет следующую размерность:
град/[ккал/(м2-ч)]; м2• ч-град/ккал; град/(Вт/м2) =м2-град/Вт.. Из уравнения (1.13) видно, что термическое сопротивление всего
ограждения равно сумме частных термических сопротивлений. Если
ограждение состоит из нескольких материальных слоев, то термиче¬
ское сопротивление его можно найти, пользуясь уравнениемX а„Яо(1.15)где 2 ■сумма термических сопротивлений всех слоев ограж¬дения.Передача тепла через конструкции с воздушной прослойкой.Воздух обладает очень малым коэффициентом теплопроводности (Л
воздуха равна 0,02 ккал/м-ч • град) [0,0232 Вт/(м • град)]. Коэффи¬
циент теплопроводности твердых тел выше, чем у воздуха, поэтому
естественно стремление применять воздушные прослойки в строи¬
тельных конструкциях в качестве тепловой изоляции.11
Тепло через воздушные прослойки передается теплопровод¬
ностью, конвекцией и излучением.Теплопередача через воздушные прослойки зависит от ряда фак¬
торов, в частности от толщины воздушных прослоек, их положения
(горизонтальные или вертикальные), направления теплового пото-.
ка (сверху вниз, снизу вверх).Эксперименты показали, что теплопередача через воздушные
прослойки происходит в основном (до 87%) излучением.С уменьшением толщины воздушной прослойки передача через
нее тепла теплопроводностью и конвекцией снижается. Сопротив¬
ление теплопередаче многослойных конструкций с воздушной про¬
слойкой выражается формулой= —+ 2-^+2^в.п+—,	(1-16)ав	X	ангде 2Яв.п — термическое сопротивление воздушных прослоек.Значения термических сопротивлений воздушных прослоек оп¬
ределяют по опытным данным, приведенным в табл. 1.1.Таблица 1.1Термические сопротивления замкнутых воздушных прослоекТолщина
прослойки, ммЯ , м2
в.п’ч-грал/ккалдля горизонтальных прослоек при по¬
токе тепла снизу вверх и для верти¬
кальных прослоек при температуре
воздуха в прослойкедля горизонтальных прослоек при
потоке тепла сверху вниз при темпе¬
ратуре воздуха в прослойкеиолож и тел ьнойотрицательнойположительнойотрина тельной100,150,17 .0,150,18200,160,180,180,22300,160,190,190,24500,160,200,200,261000,170,210,210,271500,180,210,220,28200—3000,180,220,220,28Примечание. Величины ^ определены при разности температур на поверх¬
ности прослоек, равной 10°. При меньшей разности от 8 до 2° вводятся поправки: #в п
умножают на коэффициент от Г,05 до 1,2.Из табл. 1.1 видно, что теплозащитные свойства воздушных
прослоек возрастают с увеличением толщины их лишь до извест¬
ных пределов. Увеличивать толщину воздушных прослоек при пото¬
ке тепла снизу вверх (при отрицательных температурах) больше
чем на 50 мм нецелесообразно. При потоке же тепла сверху вниз
теплозащитные свойства горизонтальной прослойки при ее толщи¬
не больше 150 мм не увеличиваются.12Фоомула для определения потерь тепла через ограждение. Зная
™ч1(Ьициент теплопередачи К или сопротивление теплопередаче
Я можно определить потери тепла ограждениями<Э = кРЦя-Ы,	(Ы7)имея в виду, что к=1/К,р (*»-*»)• (1Л8)Агде Р — площадь поверхности ограждения, м2; и — расчетная тем¬
пература внутренняя, град; /н то же, наружная.Расчетная внутренняя температура. Внутренняя температура
воздуха является одной из основных расчетных величин при проек¬
тировании и устройстве систем отопления помещений.Температуру в помещении назначают исходя из санитарно-ги¬
гиенических требований, предъявляемых к помещениям для пребы¬
вания в них людей и для ведения технологического процесса.Самочувствие и работоспособность человека существенно зави¬
сят от факторов, определяющих интенсивность теплообмена между
организмом человека и окружающей средой, т. е. от температурных
условий в помещении —температуры воздуха /в и температуры
внутренних поверхностей ограждений тв, от относительной влаж¬
ности и подвижности воздушной среды.Температурные условия характеризуются температурой /в и
температурой внутренних поверхностей тв. Интенсивность отдачи
тепла человеком характеризуется, кроме того, радиационным ох¬
лаждением или радиационными условиями — радиационной темпе¬
ратурой, размерами и расположением нагретых и охлажденных по¬
верхностей.Радиационную (в или среднюю лучистую температуру опреде¬
ляют по упрощенной формуле, в которой не учитывается степень
черноты ограждений:(1.19)где тв—средняя температура каждой из поверхностей, включая и
греющие панели, град; Рв—соответствующие площади поверхно¬
стей, м2.Интенсивность суммарного лучисто-конвективного теплообмена
характеризуется результирующей температурой помещения /п, ко¬
торую для помещений с небольшой подвижностью воздуха опреде¬
ляют по формулеу .		^ГГ 		*“	'—	 »2Для обычных помещений /п и можно принимать равными 1Ъ.Связь радиационной температуры с внутренней температурой
воздуха помещения для жилых зданий можно представить графи¬13
чески (рис. 1.2), используя зависимость —	Площадь на этомграфике, ограниченная точками а, б, в, г, представляет зону, в пре¬
делах которой обеспечивается комфортное ощущение человека в
жилых помещениях (при соответствующей влажности воздуха).Температурная обстановка в помещении определяется двумя
условиями комфортности.Первое условие комфортности заключается в том, что
человек, находящийся в середине обслуживаемой зоны и отдающийтепло, не должен испытывать ни пе¬
регрева, ни переохлаждения. Для
холодного периода года это условие
записывают в виде1,57/и — 0,57/в + 1,5 град, (1.20):где соответствует оптимальным;
условиям, в которых находится че¬
ловек. При спокойном состоянии че¬
ловека /п = 21—23° С, при выполне¬
нии легкой работы—19—21°С, при
работе средней тяжести—16'—19° С,
при тяжелой работе—14—16° С.Второе условие тем-п е-
ратурной комфортности
определяет допустимые температуры;
нагретых и охлажденных поверхно-,'
стей при нахождении человека на
границах обслуживаемой зоны.Для предупреждения радиационного перегрева или переохлаж-
дення головы человека поверхности потолка и стен могут быть
нагреты до температуры<™<19,2 + ^	(1.21)Оили охлаждены до температурыС» >23-—,	(1.22)<Ргде ф — коэффициент облученности нагретой или охлажденной по¬
верхности с наиболее невыгодно расположенной элементарной пло¬
щадки на поверхности тела, определяемый по соответствующим
графикам.Вследствие сказанного второе условие комфортности ограничи¬
вает количество остекленных поверхностей, т. е. интенсивность лу¬
чистого теплообмена между человеком и ограждением.Определять и необходимо для помещений, имеющих зна¬
чительные охлажденные поверхности (с большим остеклением) или
развитые нагретые поверхности (например, при панельно-лучистом
отоплении).<1Зонанакопле¬аА\^ния теплйЧк\\\\/V/Зонаохлажденияк\телаV216 17 18 19 20 ЬцРис. 1.2.-Зона температурных
комфортных условий жилых
помещений. Площадь а—б—в—
—г — зона комфорта14Пг, действующим нормам расчетную внутреннюю температуру
пепаментируют для рабочей зоны помещений, верхняя отметкакотопой расположена на высоте 2 м от пола.К я к поавию температура’ воздуха в помещении неодинакова по
«нрптр и в горизонтальной плоскости помещения. Обычно по высо¬
те помещения температура воздуха возрастает. Естественно, что и
тепловые потери помещения через ограждения увеличиваются спостом внутренней температуры.Дтя житых и общественных здании внутреннюю расчетнуютемпературу в соответствии с нормами принимают в пределах	20°С" для производственных помещений — в пределах 12—16 Сс учетом назначения помещений, наличия или отсутствия в них теп¬
ловыделений.При устройстве дежурного отопления, чаще в производственных
помещениях, за расчетную внутреннюю температуру принимают
+ 5° С, имёя в виду поддержание этой температуры в нерабочеевремя (если это необходимо).Расчетная температура наружного воздуха для проектирования
систем отопления. Наружная температура зависит от географиче¬
ского положения данной местности. Она изменяется в течение су¬
ток, в течение года и по годам.На какую же наружную температуру рассчитывать отопитель- ,
ные устройства? Наблюдения показали, что кратковременные изме¬
нения наружной температуры не сказываются на температуре воз¬
духа помещения. Объясняется это способностью ограждающих кон¬
струкций аккумулировать тепло. Вследствие этого за расчетную
(зимнюю) наружную температуру при проектировании систем
центрального отопления принимают, по климатологическим дан¬
ным, среднюю температуру наиболее холодных пятидневок в дан¬
ной местности из восьми зим за 50-летний период.Кажущийся достоверным расчет систем отопления на самую
низкую наружную температуру, наблюдаемую в данной местности
в течение ряда лет, несостоятелен, так как экспериментальные на¬
блюдения показывают, что непродолжительное по времени колеба¬
ние наружной температуры практически не изменяет внутреннюю
температуру отапливаемых помещений.§ 2. ВЫБОР ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙОграждающие конструкции, кроме прочностных и конструктив¬
ных требовании, должны удовлетворять экономическим теплотех¬
ническим и санитарно-гигиеническим требованиямТеплотехнические свойства ограждений характеризуются сопро-ницаемостьюеПЛ°ПереДаЧе’ теплоУСт0ЙЧ™остью воздухо- и паропро-мапьноГчТ„ИВЛеНИе ^епЛ0пеРадаче ограждения должно иметь опти-
оажчрт	е- Нри малых сопротивлениях теплопередаче ог-на стоо те^ь?ГЮТСЯ б°Лее легкими> и первоначальные затраты
строительную часть таких сооружений соответственно уменьша-15
ются. Вместе с тем увеличиваются первоначальные затраты н
устройство систем отопления и возрастают расходы, связанные
эксплуатацией этих систем. Дело в том, что с уменьшением сопро
тивления теплопередаче возрастают тепловые потери и, как след'
ствие, увеличивается расход топлива, сжигаемого для отоплена
здания.Оптимальную толщину ограждающих конструкций можн
найти путем сопоставления стоимости и эксплуатации здания сстоимостью эксплуатации отопитель
ных устройств в нем. Очевидно, ог
раждения оптимальной толщины бу’
дут характеризоваться наименьше"
величиной приведенных затрат н"
возведение здания и эксплуатацион:
ных расходов по зданию, включа
систему отопления.Определить наивыгоднейшуг
толщину ограждения можно анали
тически и графически. Оптимальна”
толщина ограждения (на графике—•
Рис. 1.3. Графическое определение оптимальное сопротивление тепло-
оптимальной толщины ограждения передаче), отмечаемая на оси абс¬
цисс (рис. 1.3), будет соответство¬
вать минимальным суммарным расходам на эксплуатацию здания
(кривая а) и эксплуатацию систем отопления (кривая б).Определение оптимального сопротивления теплопередаче
ограждения является задачей чрезвычайно важной и сложной, осо¬
бенно если иметь в виду, что сопротивление теплопередаче являет¬
ся показателем расхода топлива, потребление которого на отопле¬
ние в масштабах страны составляют 30—40% от его общего коли-'
чества.Проф. В. Н. Богословский рекомендует следующую формулу
для определения оптимального значения сопротивления теплопере¬
даче #оопт [3] в м2-ч-град/ккал:/$пт=|/' V" г'24^т )	(1.23)V хиз5изгде 10Л, 2 — средняя температура и продолжительность отопитель¬
ного периода; $т — стоимость тепла для системы отопления,
руб/ккал; Т — нормативный срок окупаемости строительства — 6
лет; Аиз, 5ИЗ — коэффициент теплопроводности изоляции и стои¬
мость 1 м3 теплоизоляции в конструкции ограждения.Из выражения (1.23) видно, что при дешевой изоляции и высо¬
кой стоимости топлива величина /?оопт будет расти, т. е. ограждения
будут более массивными.Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций из
экономических условий возможно определить также по методике
СНиП П-А.7—71.16т „остойчивость ограждений. Под теплоустойчивостью ограж-
Снимают их свойство сохранять относительное постоянство
ДеНИ1я?уоы на поверхности, обращенной в помещение, при перио-
Т6 иРгкга колебаниях потока тепла через конструкции, вызываемых
изменениями температуры воздуха (наружного или внутреннего).’ Чем меньше будут колебания
температуры внутренней поверх- мм *в
ности при различных колебаниях
температуры наружного воздуха, ^
тем ограждение будет более теп- ^
лоустойчивым. Отсюда следует, ^
что необходимо дополнительно и
выявить, удовлетворяют ли про- к
ектируемые конструкции ограж- щ
дений условиям тепловой устой- 38
чивости.	36Разность температур воздуха М
помещений и внутренней поверх- 32
ности наружных ограждений име- у
ет большое санитарно-гигиениче-
ское значение.	^Для обеспечения нормальной ^
терморегуляции человек должен 20
отдать тепло в окружающую сре- щ
ду. Тепло, отдаваемое телом че- ш
ловека, передается в окружаю- ш
щую среду следующими способа- 12
ми: теплопроводностью, «онвек- Ю
цией, излучением и, наконец, ис-
парением влаги с поверхности в
тела и с влагой, содержащейся в «
выдыхаемом воздухе.	дПотеря тепла излучением за¬
висит от температуры внутренних
поверхностей ограждений: чем
ниже температура внутренней по¬
верхности ограждений, тем ин¬
тенсивнее передается тепло луче¬
испусканием. Слишком большая
разность температур воздуха мо¬
жет вызвать чрезмерно высокую отдачу тепла телом человека из¬
лучением, что нежелательно. По этЪй причине разность температур
между воздухом помещения /в и внутренней поверхностью ограж¬
дения хв нормируется, т. е. указывается максимально допустимая
разность этих температур. Кроме того, разность температур
( в тв) должна гарантировать от выпадения конденсата на внут¬
ренней поверхности ограждения. Температура внутренней поверх¬
ности наружного ограждения должна быть не ниже температуры
точки росы.1Г\1\/\11у!1Ап\1\11!; 1232221201918171615Ш13121115381У1•/\//'Че\1(/\\У——-Р/-7&\/N7"гв/Т-—VVУ0 2 4- 6 8 1012 Ш 1В 18 20 22 24 26 28
Время' чРис. 1.4. Колебания теплового пото¬
ка, внутренней температуры, темпе¬
ратуры внутренней поверхности ог¬
раждения при периодически действу¬
ющей системе отопления17
Температурой точки росы называют температуру, до которой
Нп Н° °хладить ненасыщенный воздух, чтобы он стал насыщенным
при сохранении постоянного влагосодержания.ттпчс^Т^ЙмТпГЛа 0ГРаЖДеН11ЯМИ определяют обычно исходя из ус-
. ного теплового состояния, т. е. при определенных на-
Р- и и в утренней температурах. Вместе с тем, как известно,практически наружная темпера¬тура существенно изменяется в
течение суток и по дням отопи¬
тельного периода.При изменении наружной тем¬
пературы или резком -колебании
теплоотдачи отопительных прибо¬
ров (например, при печном отоп¬
лении) будет изменяться темпе-
РатУра на внешней поверхности,
по толщине и, что особенно важ¬
но, на внутренней поверхности
ограждения.Экспериментально установле¬
но, что при печном отоплении теп-
„ ,	л	лоотдача печи, температура воз-уха помещ ния и температура внутренней поверхности огражде-
-ЯсИ134)НЯЮТСЯ П° ЗЗК0Н^ правильной гармонической функцииИз рис. 14 видно, что теплоотдача печи О, температура воздуха
помещения в и температура внутренней поверхности ограждения
Т^?Д">Т °ТКЛОняТЬСя во вреМеии от своих нормальных расчетных
в чин (см. ниже) в большую сторону (достигая максимума) ино НЯ А А, л _ _Рис. 1.5. Колебания температуры
в толще ограждения при перио¬
дическом тепловом потоке (неста¬
ционарный режим)меньшую соответственно на д Л< , Лт те’	В	В ’ * *^ыаксФмии1,в.макс:=<ЭАи■л.^♦Мин	-Ч;-Л ;'•макс ^в+•^ИН	1где Ад, А(
потока Ад,< ^-в — амплитуды колебаний соответственно теплового
температуры воЗДуХа помещения Л/ и температуры
внутренней поверхности ограждения АхНаблюдения за температурой в толще конструкции ограждения
показали, что Вслед за изменением температуры внутренней поверх¬
ности ограждения меняется температура в толще конструкции. По
мере удаления от внутренней поверхности амплитуды колебания
температуры внутри ограждения будут затухать (рис. 1.5).Прямая линия тв—тн изображает изменение температур в толще
ограждения при стационарном тепловом потоке. Волнообразная ли¬
ния показывает температуру по всей толщине ограждения при со-
18ответствующих изменениях температуры внутренней поверхности
ограждения.Из рис. 1.5 видно, что, несмотря на изменение температуры по
всей толщине ограждения, заметные или резкие колебания темпе¬
ратуры наблюдаются в небольшой части толщины ограждения или
в пределах так называемого слоя резких колебаний.На основании исследований О. Е. Власова * толщину слоя рез¬
ких колебаний можно определить по формуле(1.24)V 2ясу у м- ч-град-ккал-кггде 2 — период колебания теплового потока, ч (время между мак¬
симумами поступления тепла от источника, например, время между
двумя топками печи); Я — коэффициент теплопроводности материа¬
ла ограждения, ккал/м-ч-град; с — удельная теплоемкость мате¬
риала ограждения, ккал/кг-град; у— объемная масса материала
ограждения, кг/м3.Из формулы (1.24) следует, что толщина слоя резких колебании
является в основном физической характеристикой материала той
части ограждения, которая входит в слой резких колебаний темпе¬
ратуры.При решении практических задач теплоустойчивости огражде¬
ний нужно выявить количество тепла, воспринимаемого огражде¬
нием при колебании температуры на его внутренней поверхности.Количество тепла, воспринимаемое 1 м2 внутренней поверхно¬
сти ограждения при повышении температуры ее на 1 град, называ¬
ют коэффициентом теплоусвоения и обозначают буквой 5.Физически коэффициент теплоусвоения внутренней поверх¬
ностью ограждения &в выражает отношение величины амплитуды
колебания теплового потока Л., к величине амплитуды колебания
температуры внутренней поверхности ограждения >1ТАп ккал г Вт 1	.(1.25)А, м2-ч-градм2 •градЭтот коэффициент показывает количество тепла, воспринимае¬
мого 1 м2 внутренней поверхности ограждения при изменении ее
температуры на 1°.Величину Ач можно‘найти решением уравнений^макс (^н.\:акс "^в.уакс) ^в’	11-26)0 = -Оав;	(1-27)Л = с-С;	11-28)зв=Ач)А-,и.* О. Е. Власов. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций. 14.,
Стройиздат, 1933.19
Уравнение (1.28) можно выразить в видег + 'О ав-С другой стороны (из уравнения 1.25), получим5в^-в	(^в.макс *»)•(1.29)Решая совместно уравнения (1.26), (1.27), (1.28), (1.29), можем по¬
лучить:^в.макс
СС„ 5(1.30)При ^в.ыакс——1°1_1_ _1_СЕВ 5•вккалм2-ч-градВтль-градВеличину В называют коэффициентом теплопоглощения поверх¬
ности ограждения. Как видно из формулы (1.31), коэффициент теп¬
лопоглощения выражает амплитуду колебания теплового потока
Ад, проходящего через поверхность ограждения при амплитуде ко¬
лебания температуры воздуха Л/ =1°.Определение коэффициента теплоусвоения 5. Для определения
коэффициента теплопоглощения поверхности ограждения следует
определить величину коэффициента теплоусвоения 5. Величина ко¬
эффициента теплоусЕГоения 5, являющаяся физической характери¬
стикой материала ограждения, зависит от коэффициента теплопро¬
водности материала К, удельной теплоемкости с, объемной массы
материала ограждения у.На основании общей формулы распределения температуры в
ограждении (уравнение Фурье) О. Е. Власовым доказано, что ко¬
эффициент теплоусвоения материала 5 выражается формулойккалккалкг-градм3м-ч-град м2-ч-град.(1.32)Определение 5 по формуле (1.32) будет справедливым только для
такого ограждения, в котором слой резких колебаний температуры
не выходит за пределы первого материального слоя ограждения,
характеризующегося неизменными физическими данными (с, у, X),
Ограждения, как правило, срстоят из нескольких материальных {
слоев (например, конструкция кирпичной стены состоит из внутрен¬
ней штукатурки, кирпичной кладки и внешней штукатурки).Количество тепла, усваиваемое внутренней поверхностью ограж¬
дения, зависит от того, ограничивается ли слой колебаний темпера¬
туры одним (первым со стороны внутренней поверхности огражде¬
ния) материальным слоем или же «захватывает» второй, третий20или л-й материальный слой, входящий в слой резких колебанийтемпературы.Если слой резких колебаний температуры не ограничивается
первым материальным слоем, то коэффициент теплоусвоения внут¬
ренней поверхности ограждения определяют по приведенным ниже
формулам, учитывающим способность к теплоуовоению второго,
третьего или д-го материальных слоев.При проникновении слоя резких колебаний температуры в пре¬
делы второго материального слоя коэффициент теплоусвоения
внутренней поверхностью ограждения определяют из выражения#151 + «2	п оо\1 +#152Если слой резких колебаний температуры захватывает пределы
третьего материального слоя, коэффициент теплоусвоения внутрен¬
ней поверхности ограждения определяется из выражения#252 + 53
1+/?25.з5вЗ	О 1К2521 + /?1ТТ^Г(1.34)В случае проникан-ия слоя резких температур пределы п-го
материального слоя коэффициент теплоусвоения начинают опреде¬
лять с внутренней поверхности п—1 слоя по формуле= Яп-1^-1+^	(135)В"-1 1 + /?«_!«„Затем определяют коэффициент теплоусвоения п—2 слоя по
формулеКп—25я_2 "Ь ^в ,8в 		—	гЫ-..	(1.36)я—2 1 1 п „с	у ’п—1Аналогично определяют коэффициенты теплоусвоения следую¬
щих слоев до 1-го слоя, коэффициент теплоусвоения которого и бу¬
дет искомым, т. е. 5вя-В формуле (1.33) и (1.36) обозначены:5ь 52, ..., зп—коэффициенты теплоусвоения отдельных материаль¬
ных слоев, входящих в слой резких колебаний температуры ограж¬
дения, определяемые по формуле (1.32); зВп ■—коэффициент тепло¬
усвоения ограждения, толщина слоя резких колебаний которого
включает часть или полностью п-й материальный слой.Для воздушной прослойки практически можно считать, что ко¬
эффициент теплоусвоения материала (воздуха) 5 = 0. Поэтому, ес-21
ли п—1 слоем ограждения является воздушная прослойка, то вы
ражеипе (1.35) примет вид(1.37)где Яв — термическое сопротивление воздушной прослойки.Из сказанного следует, что величина 'коэффициента теплоусвое¬
ния зависит от того, сколько материальных слоев ограждения по¬
падает в слой резких колебаний температуры. Поэтому при опре¬
делении коэффициента теплоусвоения следует предварительно вы¬
явить, сколько материальных слоев ограждения захватывает слой
резких колебаний температуры.Эта задача решается следующим образом. Теплотехнические
свойства материальных слоев ограждения характеризуются: тер¬
мическим сопротивлением слоя материала Я, толщиной слоя резких
колебаний температуры 0 и коэффициентом теплоусвоения мате¬
риала 5:/?=т;0=/:212лсуУ2ясулУмножив Я на 5, получим характеристику тепловой инерцииилиили-т/-2ясу1.2 лс\'21Г)=Я8--(1.38)Как видно из уравнения (1.38), произведение коэффициента тер¬
мического сопротивления на коэффициент теплоусвоения материа¬
ла равно толщине данного материального слоя ограждения 8, де¬
ленного на толщину слоя резких колебаний температуры 0.Очевидно, что если величина О равна 1, то слой резких колеба¬
ний температуры заканчивается на границе толщины 8 материаль¬
ного слоя (0 = 8).Если величина 0>\, то толщина слоя резких колебаний тем¬
пературы заканчивается в пределах материального слоя, не доходя
до его границы (0<6). Когда величина й<.\, то толщина слоя
резких колебаний температуры больше толщины материального
слоя. Графически это показано на рис. 1.6, а.Приведенное ранее выражение коэффициента теплоусвоения
(1.38) относится к ограждению, состоящему из одного .материаль¬
ного слоя.Для ограждения, состоящего из нескольких материальных сло¬
ев, границу слоя резких колебаний температуры определяют ана¬
логично.22Характеристика тепловой инерции многослойного ограждения
выявляется из выраженияО = /?!$!-|-/?2$2 “Ь ‘ - ‘	.39)Здесь так же, как и выше, когда величина 0=1, то слой резких
колебаний температуры заканчивается на границе последнего
(я-го) материального слоя:в = 81 + 82+...+81ГЕсли величина 0>1, то толщина слоя резких колебаний темпе¬
ратуры находится в пределах какого-либо из материальных слоев.
Например, при = }
слон резких колебаний
заканчивается на гра¬
нице первого матери¬
ального слоя; при
7?151+^2«2=1 слой рез¬
ких колебаний закан¬
чивается на границе
второго материального
слоя. Если сумма
(Я\5\ Я2$2) > 1, ТО это
означает, что слой рез¬
ких колебаний темпе¬
ратуры проникает во
второй материальный
слой, но не доходит до
его границы.Когда величина
^<1, толщина слоя
резких колебаний тем¬
пературы больше сум¬
марной толщины всех
материальных слоев,
составляющих ограж¬
дение (рис. 1.6, б).После определения толщины слоя резких колебаний температу¬
ры, а следовательно, и решения вопроса, в каком материальном
слое ограждения оканчивается слой резких колебаний температу¬
ры, можно определить величину коэффициента теплоусвоения пу¬
тем применения одной из соответствующих формул [(1321 П 331
(1.34) или (1.35) и (1.36)].	'' ' ЛТеплоустойчивость помещений. Свойство помещений сохранять
внутреннюю температуру с минимальным отклонением в большую
или меньшую сторону от расчетной при периодических колебаниях
теплопоступления называется теплоустойчивостью помещений.Суточные колебания температуры внутреннего воздуха в зим¬
нее время не должны превышать: при центральном отоплении —
— 1,5°; при печном — ±3°.^ При Л-1	ПриЛ>1	При В<1Рис. 1.С. Толщина слоя резких колебаний темпе¬
ратуры при соответствующих значениях характе¬
ристики тепловой инерции ограждающих конструк¬
ций И:а — в однослойном ограждении; б — в многослойном ог¬
раждении23
Амплитуду колебания температуры внутреннего воздуха опре¬
деляют расчетом по упрощенной формулеА,	(Ш).где а — коэффициент, принимаемый при воздушом отоплении рав¬
ным 0,93, при паровом — 0,8, при водяном и печном отоплении—.
0,7; М—коэффициент неравномерности отдачи тепла отопитель--
ным прибором; С — теплопотери наружными ограждениями,
ккал/ч; В^ — коэффициент теплопоглощения поверхностей помеще¬
ния; Рг — площади поверхностей по внутреннему обмеру.Произведение 11(В^Р^) часто обозначают через Р, тогда форму¬
ла (1.40) примет видА1в = аМ<3:Р.	(1.41)Требуемое сопротивление теплопередаче ^отр- Сопротивление
теплопередаче ограждения, прй котором обеспечивается заданная
температура (по санитарно-гигиеническим требованиям) на внут¬
ренней поверхности ограждения тв при расчетной наружной темпе¬
ратуре для данного климатического района, называется требуе¬
мым и обозначается Яотр-Значение /?0тр выводится из уравненияоткудаЯо *н)~ /?в {кЯо = Яв -н- или К0 = ——~*в ТвТребуемое сопротивление ограждений теплопередаче Яотр долж¬
но определяться по фор.муле СНиП Н-А.7—71:/?оР =	или	,	м 42)ДЛхв	ынгде — расчетная температура внутреннего воздуха; 1а — расчет¬
ная зимняя температура наружного воздуха, принимаемая в данном
случае [в формуле (1.42)] в зависимости от характеристики тепло¬
вой инерции ограждения.За расчетную зимнюю температуру при определении Яо1*
принимают:а)	для ограждений «массивных» (при И>7) — среднюю темпе-
ратуру воздуха наиболее холодной пятидневки из восьми зим за
50-летний период;б)	для ограждений «малой массивности» . (при 1)^4)—сред¬
нюю температуру наиболее холодных суток из восьми зим за
50-летний период;в)	для ограждений средней массивности (при 4<Д^7) —сред¬
нюю из двух температур, указанных в пп. «а» и «б»;24г) для ограждений из эффективных теплоизолирующих листо¬
вых материалов «легкой .массивности», характеристика тепловой
инерции которых ^^1,5 — абсолютную минимальную температуру
наружного воздуха; Д^н — нормируемый по санитарно-гигиениче¬
ским требованиям температурный перепад между температурой
возд\’ха и температурой внутренней поверхности ограждения
(СНиП П-А.7—71), град; ав, Яв — соответственно коэффициент
тепловосприятия ав и величина сопротивления тепловосприятию Яв',
коэффициент, зависящий от положения наружной поверхности
ограждения по отношению к наружному воздуху (см. СНиП
П-А.7—71); #отр— для наружных дверей, а также полов на грунте
и на лагах не нормируется.Для внутренних ограждений /?отр нормируют только в случаях,
когда разность температур в разделяемых помещениях превыша¬
ет 10°.Требуемое сопротивление теплопередаче Яогр остекленных по¬
верхностей наружных ограждений (окон, балконных дверей и фо¬
нарей) указано в СНиП П-А.7—71, табл. 3.Конструкции заполнения световых проемов, удовлетворяющие
/?отр, можно выбрать, пользуясь табл. 5. СНиП П-А.7—71.После определения /?0тр находят фактическое значение сопро¬
тивления теплопередаче ограждения Яо по формуле/?о=—+24-+—•	(г-43)ав ^При определении величин сопротивления теплопередаче наруж¬
ных ограждений Яо следует иметь в виду, что(?!’ Тг)’где X — коэффициент теплопроводности материала ограждений;
Ф1 — характеристика влажностного режима помещений здания в
зависимости от относительной влажности воздуха фв; ф2 — характе¬
ристика зон влажности территории СССР. Территория СССР де¬
лится по условиям влажности на три зоны: сухую, нормальную,
влажную.Влажностный режим помещений в зависимости от фв считают
сухим при фв<50%', нормальным — при фв = 50—60%. влажным —
при фв = 61—75%', мокрым —при фв>75%.Характеристика влажности зоны, где расположено здание, в
котором проектируется отопление, определяется по схематической
карте территории СССР для назначения коэффициентов теплопро¬
водности материалов ограждающих конструкций зданий (СНиП
Н-А.7—71).Зависимость X от ф! и ф2 отражает условия эксплуатации (ус¬
ловия А и Б) и, естественно, уточняет теплопотери и тепловую
мощность отопительной системы. Коэффициент Я = /(ф!; ф2) опре¬
деляется по табл. 1 приложения 2 СНиП П-А.7—71, но перед этим
по табл. 2 того же СНиП выявляются условия эксплуатации-
здания.Проверка ограждения на отсутствие конденсации водяных па¬
ров на его внутренней поверхности. Проверка конструкций ограж¬
дений на отсутствие конденсации на их внутренних поверхностях
состоит в определении температуры внутренней поверхности на'
ружных ограждений (стен и покрытия верхнего этажа) и темпе
ратуры «точки росы».Температура внутренней поверхности ограждения определяется
по формулетв==/в	«_(*»-<«) или тв=(в- *».(*"-.*«) ,	(1.44)КоVгде тв — температура внутренней поверхности ограждения; к~
коэффициент теплопередачи ограждения, ккал/м2- ч-град; (в —
расчетная внутренняя температура помещения; 1и — расчетная зим
няя наружная температура воздуха для данного географического»
пункта; ав — коэффициент тепловосприятия, ккал/м2-ч-град; Яо~
сопротивление теплопередаче ограждения, м2-ч-град/ккал.Температура «точки росы» определяется по таблице «Физиче
ские свойства влажного воздуха» или /—^-диаграмме влажного
воздуха (см. курс «Вентиляция»),Для определения температуры «точки росы» нужно задаться
температурой внутреннего воздуха и его относительной влаж
ностью.Зная тв, следует определить перепад температур А^=^п—тв.
Этот перепад должен быть не больше указанного в СНиП.
П-А.7—71. Например, для наружных стен жилых помещений этот
перепад должен быть не более 6°. Температура же внутренней по
верхности должна быть во избежание конденсации влаги не ниже
температуры точки росы внутреннего воздуха.Температура внутренней поверхности ограждения в местах бо¬
лее теплопроводных включений также должна быть проверенной на
отсутствие конденсации (в соответствии с рекомендациями СНиП
П-А.7—71).Проверка теплоустойчивости наружных ограждений в летний
период. Наружные ограждения (стены, покрытия и чердачные пере¬
крытия) жилых, общественных (больниц, поликлиник, детских са¬
дов), а также производственных зданий (оборудованных* установ¬
ками кондиционирования воздуха), расположенных в южных рай
онах со среднемесячной температурой июля 20° С и выше, прове¬
ряются на теплоустойчивость в летнее время в отношении воздей
ствия на них солнечной радиации.Теплоустойчивость ограждающих конструкций допускается не
проверять, если характеристика тепловой инерии О стен превыша
ет 4 и перекрытий — 5.Проверка ограждений на теплоустойчивость в летнее время со¬
стоит в определении амплитуды колебания температуры внутрен¬ней поверхности ограждений Л-в, которая не должна быть больше
-опускаемой Л“в, определяемой по формулеЛ“в=2,5 — ОД (1п — 20) град,где ^—среднемесячная температура наружного воздуха за самый
жаркий месяц (июль).Расчет производится в соответствии с указаниями СНиП П-А.7—71.Проверка теплотехнической характеристики полов состоит в вы¬
явлении показателя тепловой активности пола В0, которая для од¬
нородной конструкции определяется по формулеВ0 = У^,	(1-45)г1е — коэффициент теплопроводности; с — темплоемкость; V —
плотность.Величина В0 должна быть не более 50тр, указанного в СНиП
П-А.7—71. Для жилых помещений в0тр^10 ккал/м2-Уч-град. Для
второстепенных помещений и при
*а>23° С величина В0 не норми¬
руется.Проверка ограждающих кон¬
струкций на воздухопроницае¬
мость. При фильтрации воздуха,
возникающей под действием вет¬
ра и давления, создаваемого раз¬
ностью объемных весов наруж¬
ного и внутреннего воздуха, ме¬
няются теплозащитные свойства
ограждений. Воздухопроницае¬
мость ограждений характеризу¬
ется коэффициентом воздухопро¬
ницаемости. Коэффициент возду¬
хопроницаемости аналогичен коэффициенту теплопроводности, он
означает количество воздуха в кг, фильтрующегося через слой ма¬
териала толщиной 1 м, площадью 1 м2 в течение 1 ч при разности
давлений 1 мм вод. ст.Воздухопроницаемость строительных материалов и конструк¬
ций существенно различна. Коэффициенты воздухопроницаемости
стекла, пластмасс, прослоек битума (не имеющих трещин) равны
нулю. Кирпичные стены со сплошной штукатуркой на наружной
поверхности достаточно воздухонепроницаемы.По аналогии с сопротивлением теплопередаче определяют со¬
противление воздухопроницанию /?ои.Сопротивление воздухопроницанию наружных ограждений #ов
должно быть не меньше требуемого /?0итр-Количество воздуха С0 в кг/м2-ч, проникающего через окна жи¬
лых п общественных зданий, зависит от наружной температуры и
должно быть не более допустимых значений воздухопроницаемости
ио в кг/м2-ч, определяемых по графику (рис. 1.7).27Рис. 1.7. Допустимые значения
воздухопроницаемости окон 00тр
Расчет ограждающих конструкций на паропроницание произв
дится для зданий с повышенным температурно-влажностным р
жимом. Отсутствие конденсации влаги на внутренней поверхнос
не гарантирует ограждение от увлажнения, так как оно может пр
исходить вследствие конденсации водяных паров в толще само
ограждения.В зимнее время разность упругостей (парциальных давлени
водяного пара внутри и снаружи зданий достигает наибольшей в
личины. Разность упругостей вызывает диффузию водяного па
через ограждение изнутри наружу.Нужно, чтобы величина сопротивления паропроницанию /?п б
ла не менее требуемого сопротивления /?птр-В наружных ограждающих конструкциях, на внутренней п
верхности которых допускается конденсация водяного пара, и
обходимо предусматривать с внутренней 'стороны водонепроница’
мый слой.Для зданий, строящихся в прибрежных районах с продолж''
тельными дождями и ветрами, -следует применять наружные стен
с водонепроницаемым слоем с наружной стороны.§ 3. РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ ОГРАЖДЕНИЯМИ ПОМЕЩЕНИЙСобственно расчетам тепловых потерь должно предшествоват’
выявление расчетных внутренних температур с учетом назначени
помещений, технологических процессов, происходящих в них (есл~
например, здание промышленное). Перед расчетом тепловых потер’
принимаемые в проекте конструкции ограждений должны быт'
проверены на соответствие их теплотехническим требованиям, ра
смотренным в § 2.Определение расчетной поверхности ограждений. Поверхност
Р м2 и линейные размеры ограждений при расчете 'потерь тепл
определяют на основании действующих нормативных указани
Некоторые из этих указаний изложены ниже.Поверхность окон, дверей и фонарей измеряется по наименьший
размерам строительных проемов в свету.	■Поверхности потолков и полов над подвалами или подпольям-"
измеряют между осями внутренних стен и от внутренней поверхнсг'
сти наружных стен до осей внутренних стен.Высоту стен первого этажа при наличии пола на лагах прин:
мают от нижнего уровня подготовки для пола первого этажа д
уровня чистого пола второго этажа.Высоту стен первого этажа при наличии пола, расположенног
непосредственно на грунте, считают от уровня чистого пола первог,
этажа до уровня чистого пола второго этажа. Высоту стен проме¬
жуточного этажа принимают между уровнями чистых полов дан
ного и вышележащего этажей, а высоту стен верхнего этажа — о
уровня чистого пола до верха утепляющего слоя чердачного пере
крытия.Длину наружных стен неугловых помещений измеряют между
псями внутренних стен, а в угловых помещениях — от внешних по-
хностей наружных стен до осей внутренних стен. Длину внутрен¬
них стен определяют от внутренних поверхностей наружных стен до
осей внутренних стен или между осями внутренних стен (рис. 1.8)., . 0 . г	1Пл, Пт_/7/7, ПТ^|гI	_1	Рис. 1.8. Обмер наружных поверхностей при определении
потерь тепла помещениями (НС— наружных стен, ПЛ —
пола, ПТ — потолка, О — окон):
л — разрез по зданию; б—план здания; измерение высоты стен
1-го этажа при конструкции пола: 1 — по грунту; 2 ■— по лагам;
3 — над неотапливаемым помещениемЧастные случаи определения потерь теплаОпределение потерь тепла неутепленными полами. Неутеплен¬
ными считают полы, расположенные непосредственно на грунте, и
такие, конструкция которых независимо от толщины состоит из
слоев материалов, коэффициент теплопроводности которых
а>1,0 ккал/м-чтрад (1,163 Вт/м-град).отери тепла такими полами рассматриваются как потери че¬
рез ограждение с бесконечно толстой стенкой.^ налитическое решение довольно сложных уравнений позволи-о	с достаточной для практических целей точностью производить
одсчет потерь тепла способом проф. В. Д. Мачинского.оверхность пола при этом делят на зоны. Зоной называют по-
НчмрпОЛа шиРиной 2,0 м, параллельную линии наружной стены,
ных , и^° 3.,01| дедУт> начиная от внутренней поверхности наруж-
Всю поверхность пола делят на четыре зоны. К четвертой зон
относят всю площадь, не занятую 1, 2 и 3-й зонами. В этом случа
потери тепла неутепленными полами, лежащими на грунте, можн
определить по формуле•^н.пЛ. (4 — У-где Кц.п, Яа.и — коэффициент теплопередачи и соответственно сопротивление теплопередаче пола,
отнесенного к каждой из че
тырех зон пола; Р п — пло
щадь каждой из четырех зон
площадь 1-й зоны в наружно
углу учитывают дважды; I
/п — расчетные внутренняя
наружная температуры.1запа
'2зонаРис. 1.9. Определение расчетных пло- Рис. 1.10. Определение расчетных пло¬
щадей полов, лежащих на грунте щадей стен и полов помещений, уг¬
лубленных в землюЗначения Яи.п для каждой из четырех зон принимают из табли
цы, приведенной ниже.Зоным2-ч-град/ккал*Н.П,град- м2/ВтЗоным2-ч-град/ккалПервая2,52,15Третья10Втораяо4,3Четвертая16,5Определение потерь тепла через подземную часть ограждени
отапливаемых подвалов. Теплопотери через подземную часть на
ружных стен отапливаемых подвальных помещений определяют та
же, как и через полы, лежащие на грунте. Зоны, на которые де
лится поверхность стен, отсчитывают от поверхности земли вни
в той же последовательности, как .и для полов.Полы подвалов в этом случае рассматривают как продолжени
подземной части наружных стен (рис. 1.10).Определение потерь тепла утепленными полами, расположенны
ми на грунте. Утепленными полами, расположенными непосредст30венно на грунте, считают такие, конструкция которых состоит из
стоев различных материалов, коэффициент теплопроводности ко¬
торых/.■<1,0 ккалДм-ч-град) [1,163 ВтДм-град)].Потери тепла через утепленные полы определяют аналогично
определению потерь тепла неутепленными полами с той разницей,
что при этом учитывают сопротивление теплопередаче материала,
утепляющего пол:^у.с(1.47)где Яу.п — сопротивление теплопередаче соответствующей зоны
утепленного пола, м2-ч•град/ккал; #и.п — то же, неутепленного по¬
ла; бу.с — толщина утепляющего слоя, м; лу.с — коэффициент теп¬
лопроводности утепляющего слоя, ккал/м-ч-град.Определение потерь тепла через полы на лагах. Расчет ведут
аналогично определению потерь тепла полами, лежащими на
грунте.Условное сопротивление теплопередаче каждой зоны пола на ла¬
гах Ял определяют по формуле0,85(1.48)где Яу.и — сопротивление теплопередаче материала слоев, состав¬
ляющих пол на лагах; при этом воздушную прослойку рассматри¬
вают как утепляющий слой с коэффициентом термического сопро¬
тивления /?в.и = 0,28 м2-ч-град/ккал при 6 прослойки 150—300 мм..^3	Неотаппидае-мыйтамбурОтапливаемопомещениеРис. 1.11. Неотапливаемый тамбур Рис. 1.12. К определению потерь теп¬
ла через фонарьота?лПиРвТеемыеИ^Геш^оТенЛа огРаждениями- защищающими не-деления потеп сщения- Нередко возникает необходимость опре-
защищенных отТенят-Ч!Ре3 ограждения отапливаемых помещений,
ниями	^л.лого воздуха неотапливаемыми помеще-раждение ^затиптеннпСЛ" Жпть определение потерь тепла через от¬
счет потерь тепла фонаоеТ^'™Ваемым тамбУРОм (рис. 1.11), под-
1 1 ем, в котором пространство, ограниченное31
двускатной стеклянной крышей (шатром), непосредственно н
отапливается (рис. 1.12), а также потери тепла над неотаплиааемыми подвалами.	.Рассмотрим первые два случая; определим потери тепла через?ограждения ,в пределах А (см. рис. 1.11) и фонарем в пределах Б
(см. рис. 1.12).Применим обычную формулу (1.18) определения потерь тепла,0.= — {*в — *нКгде Я — сопротивление теплопередаче, м2-ч • град/'ккал; Р—поверх¬
ность ограждения, м2; 1Ъ, — внутренняя и наружная температу
ры; ^н.х — температура тамбура; в первом -случае (см. рис. 1.11) —|
во втором (см. рис. 1.12)—межфонарного пространства имеющего'
шатер т одинарного остекления, снизу — двойное остекление.Следовательно, для решения задачи требуется определить
Составим уравнения теплового баланса. Для первого случая (см.
рис. 1.11)01=2	(1-49"(Г.50'где 2^1 — коэффициенты сопротивления теплопередаче и пло
щади внутренних ограждений (стена, дверь); 2^2, 2-Рг—коэффи'
циенты сопротивления теплопередаче и площади ‘наружных ограж
дений (наружных стен, дверей, потолка, пола).Можно считать, что С?1 = С?2- ТогдаЛ*КгОтсюда№их ^н)-КчЛК<1(1.51Аналогично решается задача определения .потерь тепла чер~
остекленный фонарь. После определения ^н. ж теплопотери подсчй'тывают по уравнению (1.49) или (1.50).Таким способом можно определить потери тепла чердачным
перекрытиями, перекрытиями над подпольями и «ад неотаплива
мьши подвалами, расположенными нил$е уровня земли. Считает
допустимым указанные потери тепла определять по форму-
(1.18), но с введением поправочного коэффициента п >к расчета
разности температур, т. е.г?Л)-Значения п берут по СНиП П-Г.7—62.Определение потерь тепла через ограждения при конденсации
на них водяных паров. В помещениях с высокой относительной
Важностью (бани, прачечные, бассейны, некоторые цехи промыш¬
ленных предприятий) возникающая на внутренней стороне ограж¬
дении конденсация водяных паров из воздуха бывает неустранима, ■
чт0 п\-жно учитывать при расчетах.Пои конденсации водяных паров выделяется скрытая теплота,
которая нагревает поверхности ограждения и частично отводится
нар'-жу (теплоотдача теплопроводностью).Количество тепла, проходящее через ограждение при наличии
конденсации С?у„ определяют из выражениядк=СН-Оа,	(1.52)где 0 — теплопотери при отсутствии конденсации; (?в — количество
тепла, выделяющегося пр.и конденсации водяного пара.Выражение (1-52) можно переписать в виде^к~к(^в —	(1.53)где В — количество конденсирующегося пара, «г/м2-ч; г — скрытая
теплота конденсации, ккал/кг.Таким образом, при той же наружной и внутренней температуре
через ограждение при конденсации на нем водяного пара тепла бу¬
дет передаваться больше на величинуСЪ = .	_ (1.54)Так как Ф<С?К, то отвод тепла в количестве <?к возможен толь¬
ко за счет увеличения температуры внутренней поверхности ограж¬
дения и коэффициента теплообмена на поверхности ~в помещении,
т. е. выражение (1.53) можно представить в видеС}к~ив+К (4где ав+к коэффициент тепловосприятия с учетом передачи ограж¬
дению скрытого тепла конденсации, ккал/м2-ч-град; Тв.к — темпера¬
тура внутренней поверхности ограждения при конденсации водяно¬
го пара.Применив аналитико-графический метод решения задачи, опре-
делпм ав+к. Он равен 13,0 ккал/м2-ч • град. Тогда потери тепла ог-мп^ц^НИЯМИ В Условиях■ конденсации влаги на его поверхности
можно определить по формуле^к = ^,/в-/н),	П.55)где12—832Я-56)
Добавки к основным теплопотерямКроме основных потерь тепла, определяемых по уравнению
(1.17) и (1.18), следует обязательно учитывать дополнительные, ис-числяемые обычно в процентах от основных:на потери тепла вертикальными наружными ограждениям^
(стены, двери, окна) и вертикальными проекциями наклонных ог¬
раждений, обращенных на север, восток, северо-восток и северо-
запад, добавляют 10%; на юго-восток и запад — 5%; на юг и юго-;запад — 0%;на потери тепла наружными стенами и окнами помещений об-;
щественных, вспомогательных и складских зданий, имеющих две я
более наружных стен, добавляют 5%'; в жилых зданиях эта добавь
ка не применяется, так как компенсируется увеличением 1В в уг-<ловых помещениях на 2°;добавки потерь тепла на защищенные вертикальные и наклон¬
ные наружные ограждения (их вертикальные проекции) любых
зданий, возводимых в местностях, составляют 5%’; на те же ограж¬
дения, не защищенные от ветра (в зданиях, расположенных на воз¬
вышенностях, у рек, озер, на берегу моря или на открытой мест¬
ности)— 10%'. При средних скоростях ветра от 5 до 10 м/с эти
добавки удваивают, а при скоростях ветра более 10 м/с утраивают,
В зданиях повышенной этажности, для которых определяется рас¬
ход тепла на нагрев инфильтрационного воздуха, эти добавки неучитывают.Добавки на наружные двери для учета расхода тепла на нагре¬
вание врывающегося холодного .воздуха принимают в зависимости
от числа этажей п в зданиях; на двойные двери без тамбура добав:
ляют 100л%'; на двойные двери, но с тамбуром, снабженным
дверью,— 80п%\ на одинарную дверь без тамбура — 65*я%'.В общественных зданиях для помещений высотой более 4 м рас¬
четное значение теплопотерь всех ограждений, включая добавки,
увеличивают на 2%' на каждый метр высоты сверх 4 м, но не боле(
чем на 15%. Эту добавку не вводят на потери тепла через ограЖ'
дения производственных помещений и лестничных клеток.Увеличенные потери тепла через ограждения высоких помеще¬
ний объясняются тем, что температура воздуха в помещениях, ка*правило, увеличивается по высоте.Расход тепла на нагрев инфильтрационного воздуха. Дополне
нием к основным потерям тепла является расход его на нагревание
воздуха, попадающего в помещение через неплотности ограждаю
щих конструкций. Проникание холодного воздуха (инфильтрация'
обусловливается в основном действием ветра и давлением, возни
кающим за счет разности объемных масс наружного И'внутрен
него воздуха и соответствующих расчетных высот (см. курс «Вежтиляция»),	|* Коэффициенты теплопередачи одинарной двери в 2 раза больше по срав;
нению с коэффициентами теплопередачи двойной двери.34Практически учитывают лишь количество воздуха, просачиваю¬
щегося через щели, образуемые притворами окон, фонарей, дверей
и ворот в зависимости от скорости ветра.В помещениях, не имеющих перегородок, в расчете принимают,
что под действием ветра воздух поступает в здание через навет¬
ренную его часть и выходит через заветренную, составляющую ос¬
тальную часть периметра здания (рис. 1.13).На этом рисунке жирной лини-тРис. 1.13. Определение расчетных по¬
верхностей здания, подверженного
действию инфильтрации (стрелками
показано направление ветра)ей отмечен периметр здания, в
пределах которого нужно учиты¬
вать инфильтрацию через притво¬
ры окон и дверей при соответст¬
вующем господствующем направ¬
лении ветра. Скорость ветра в
данном случае принимают как
среднюю за три наиболее холод¬
ных месяца.Господствующее направление
ветра для данной местности опре¬
деляют по строительным нормам и правилам проектирования
(СНиП П-А.6—72). Естественно, что попадающий в помещение хо¬
лодный наружный воздух охлаждает его.Расход тепла ла нагрев наружного воздуха в промышленных
зданиях определяется в ккал/ч (Вт) по формуле(2=О (/ух-*,) с,	(Ь57)где О — суммарное количество воздуха, поступающего в помеще¬
ние, кг/ч; — температура воздуха, уходящего из помещения с
учетом зоны, из которой он удаляется; —расчетная зимняя тем¬
пература наружного воздуха; с — удельная теплоемкость воздуха,
ккал/кг-град.Суммарное количество воздуха, поступающего в помещение, оп¬
ределяется по формуле0= ^ V /! + я2а2 У 12Л~ %а3 2 4+ 2	(!-5В)где Ц\, <?з, <74 — количество воздуха, просачивающегося через1	м длины щели притворов соответственно окон, фонарей, дверей,
ворот, кг/ч; Ъ1\, Е/2, 2/з, — суммарная длина щелей соответст¬
венно окон, фонарей, дверей, ворот; а — поправочный коэффициент
на инфильтрацию воздуха в зависимости от конструкции притвора.Значение поправочного коэффициента а принимают: для фрамуг
и окон с одинарными деревянными переплетами а= 1, то же, с двой¬
ными й = 0,5^; с одинарными металлическими переплетами а = 0,65,
то же, с двойными а = 0,33, для дверей и ворот а — 2.В жилых, общественных и вспомогательных зданиях высотой8 этажей с двойными окнами и при отсутствии приточной вен¬
тиляции расход тепла на нагрев инфильтрирующегося воздуха при¬
нимается в процентах от основных потерь тепла (табл. 1.2).2*35
Таблица I.Добавочные потери тепла на нагревание инфильтрующегося воздуха
в помещениях жилых, общественных и вспомогательных зданийРассчитываемый этажЧислоэтажейX2345678зданияЗначение добавок,345651105———10105——151055—2015105—201510105В зданиях повышенной этажности (более 8 этажей) количест
воздуха, поступающего в помещение путем инфильтрации через н
плотности в наружных ограждениях, весьма значительно и учит-'
вается специальным расчетом, которым дополнительный расхо
тепла на инфильтрацию характеризуется поэтажными условным
коэффициентами теплопередачи %= 1/Яу ккал/м2-ч-град.Значения ку принимают только для оконных и дверных проемовзамен величин 1//?о [21].По справочнику [22] инфильтрационный расход воздуха Ояло-определяется по формулев которой /’н.о — площадь одного наружного ограждения помещ"
ния, равная Н1 (где Н — высота помещения; I — длина стены)
[Ау— единица расхода инфильтрационного воздуха, кг/м2-
#н.ш>м — коэффициент, показывающий, сколько единиц расхода с
ставляет инфильтрация в данном случае.Необходимые данные для расчета изложены в [22].Удельная тепловая характеристика зданияРасчет потерь тепла ограждениями здания заканчивают опр
делением удельной тепловой характеристики здания. Под так
характеристикой понимают количество тепла, в ккал/м3-ч-гра
теряемого 1 м3 здания в 1 ч при разности температур внутренне
и наружного воздуха в 1 градV;*) ^кРув-Ъ) У^кРX	'УМV	- (н)V(15:Мс л удельная тепловая характеристика здания, ккал/м3-ч-гра
V — объем здания но наружному обмеру, м3; 1В— 1ц — расчетн»где х31зразность (внутренней и наружной) температур, характерная для
большинства помещений здания.При различных 1В можно найти ^в.р— расчетную среднюю тем¬
пературу по формулеУ\*ъ\ + V2^в2 + • • • + уп(в
/В‘Р	^1 + + • • • + Уя ’	(1-60)где Vь у2, .... Уп — объемы частей здания; 1ви Iв2, /вп —темпе¬
ратуры соответствующих объемов частей здания.Величина удельной тепловой характеристики является теплотех¬
ническим показателем проектируемого здания. С уменьшением
этой величины соответственно сокращаются первоначальные и экс¬
плуатационные расходы на отопление.50 У.гпыс.м3Рис. 1.14. Зависимость удельной тепловой характеристики от объ¬
ема (кубатуры) здания, при даннойВеличина удельной тепловой характеристики условно отнесена
к объему здания V (рис. 1.14). Она зависит также от конструктив¬
но-планировочного решения, этажности, степени остекления, назна*
чеиия помещения здания, климатических условий.Фактическая расчетная теплопроизводительность 2<3ф системыобычно больше величины расчетных потерь тепла ограждения¬
ми(1.61)где — дополнительные потери тепла, связанные с остыванием
теплоносителя в подающих и обратных магистральных трубопрово-
дах, проходящих в неотапливаемых помещениях; <32 — дополни¬
тельные потери тепла, как правило, через перегреваемую зарадиа-
торную поверхность наружных ограждений.Величины С?! и вычисляют. Суммарная величина дополни¬
тельных теплопотерь не должна превышать 15%; расчетных Е(?.Определение ориентировочной тепловой нагрузки С} системы
отопления производят, пользуясь удельными тепловыми характе¬
ристиками х, значения которых изменяются обратно пропорцио¬
нально объему здания и зависят от его назначенияС} = ахУ (*ср —*„),	(1.62)37
где а — поправочный коэффициент, зависящий от расчетной на¬
ружной температуры для отопления; V — наружный объем здания
или отапливаемой части, м3.Удельная тепловая характеристика здания любого назначения
определяется по формуле Н. С. Ермолаевах==-у [*ст+ Ро (к« - «ст)1 +-у (0,9жпьт+0,б«11ол),где Р — периметр здания, м; 5 — площадь здания, м2; к— высота
здания, м; ро — коэффициент остекления, т. е. отношение площади
остекления к площади вертикальных наружных ограждений; кст,
кок, /Спот, кпол — коэффициенты теплопередачи соответственно стен,
окон, потолка, пола.Пример. Выполнить теплотехнический расчет ограждающих конструкций и
расчет теплопотерь для жилого двухэтажного дома, сооружаемого в г.^Крас-
нодаре.Расчетная наружная температура (средняя температура самой холодной
пятидневки) —17° С. Стены дома — кирпичные, пол —дощатый на лагах (в
жилых комнатах). Окна с двойным остеклением размером 1,6X1,7 м. Здание ие
защищено от ветра, средняя скорость которого составляет 3,7 м/с.Краснодар согласно карты СНиПа находится в сухой зоне. Относительная
влажность воздуха в помещениях ф=50%. Поэтажный план и разрез здания, а
также ориентация здания по странам света показаны на рис. 1.15.Решение. Вначале делают теплотехнический расчет ограждающих конст¬
рукций здания по приведенной ниже методике.1. Теплотехнический расчет наружных ограждений. Все
теплофизические параметры строительных материалов принимаем по главе
СНиП П-А.7—71. Краснодар находится в сухой зоне, поэтому данные принимаем
по условиям эксплуатации ограждающих конструкций «А».Расчет наружных стен. Наружные стены из силикатного кирпича (Як.к = 0,65,
5к.к=8,2) на любом растворе с цементно-песчаной штукатуркой толщиной 0,02 м
(Яшт — 0,65; 5шт = 7,8). Величины 5 определяют по формулам 1.32 и 1.33.Допустим, что наружные стены являются массивными ограждениями. Тре¬
буемое сопротивление теплопередаче массивных ограждений будет,р = (<, —*н)п_ = (18+|-7.)-1- = о 775 м2. ч. град/ккал.°	ДЛх„	5-7,5Принимая фактическое сопротивление теплопередаче Но=Яо'11>, найдем минималь¬
ное значение термического сопротивления только кирпичной .кладки Як.к из фор¬
мулы—+ (-г) +*«.« + —=*оР.ая \ ^ / шт	а„где ав = 7,5 ккал/м2-ч-град; ан = 20 ккал/м2-ч-град,0,020 133 + + Лк.к + 0, Оо ■— 0,77о,0,65откуда #„.к = 0,562.Вычислим величину характеристики тепловой инерции стен принятой коистРУКЦИИ Вот^ст =	+ Лк.к5к.к = 0 7,8 + 0,562-8,2 = 4,84.38	Ц IРис. 1.15. План и разрез здания к примеру расчета потерь тепла:
а — план 2-го этажа; б — план 1-го этажа; в — разрез по /—/Так как значение О лежит в пределах 4<-0^7, рассчитываемая конструкция
ограждения «средней массивности». Для этих ограждений величина расчетной
наружной температуры (при определении ^отр) будет равна— средняя температура наиболее холодных суток; для Краснодара—22 С.Требуемое сопротивление теплопередаче ограждения «средней массивности»
/$> =	= о,835 м2-ч-град/ккал.39
Минимальную толщину собственно кирпичной кладки
ражения0,02	Зкк°>ш + Г^ + Як.к + 0,05 = 0,835; Дк.к= ~
0,65кк определим из вык.к = [о,835-(о,Ш+°^0,02
65+ 0,050,65 ’
0,65 = 0,405 м.Принимаем стену в 2 кирпича толщиной 0.51 м; при этомд0 = 0,133 +0,02 | 0,51
0,65^0,65+ 0,05 = 0,995 м2-ч-град/ккал.Полученное значение фактического термического сопротивления наружног’
ограждения /?е несколько больше требуемого Яотр, что удовлетворяет норма-'
Коэффициент теплопередачи стены принятой конструкции0,995: 1 ккал/м2-ч-град.Проверим конструкцию стены на конденсацию влаги на ее внутренней п
верхиости:ЯЛ*,-**)	0,133(18+17)0,995т„ = — 'До
М* =18-'■ = 13,34°;; 18 — 13,34 = 4,66°.Согласно СНиПу перепад температур (для наружных стен жилых помещё
ннй) не должен превышать 6°. Следовательно, полученный результат удовлетв-ряет требованиям СНиПа.По / — ^-диаграмме или таблицам физических свойств влажного воздуха прф = 50% температура точки росы 0=7,4°.Расчетная температура т8>0 (13,34>7,4), следовательно, конденсации парона поверхности ограждения не будет.Проверяем наружную стену на воздухопроницание.Сопротивление воздухопроницанию определяется по формулеДо\ои 1+ я1>8 +38 = 39,8 м2-мм вод. ст. ч/кг,где Кот — сопротивление воздухопроницанию кирпичной кладки толщиной 8
= 510 мм, ^ои]=1,8 м2-мм вод. ст.-ч/кг; /?0иг — сопротивление воздухопроницгнию штукатурки, #ош2=38 м2-мм вод. ст. ч/кг.Требуемое сопротивление воздухопроницанию наружных стен жилых здани.определяется по формулеЛ? = еАр = Е [0,55Я(уи - у») + 0,03ун (М2]'где 8=2; Я=6 м (высота дома); уя=у17=1,37 кг/м8; у„ = у1а=!,21 кг/м3; <3 = 1V	— расчетная скорость ветра, принимаемая согласно указаниям п. 2.1
СНиП П-А.7—71, но не менее 5 м/с. Средняя скорость ветра за три самых х .
лодных месяца для г. Краснодара по табл. 7 СНиП И-А.6—72 составляв
2,2 м/с; принимаем ч = 5 м/с. Отсюда Л?отр = 3,12 м2 мм вод. ст. ч/кг. ВеличииЯоп должна быть не менее величины . В нашем случае /?оп = 39,8 м2-ии|вод. ст. ч/кг, а =3,12 м2-мм вод. ст. ч/кг.	;Следовательно, наружная стена удовлетворяет требованиям сопротивленийвоздухопроницанию.	;Расчет окон. Перепад температур^—^н=18—(—17) =35°. 1й
табл. 3 СНиП П-А.7—71 при ^в—^а=26-М6°С требуемое сопротйя
ление теплопередаче для окон /?отр=0,4 м2-ч-град/ккал.	|Этому значению будет удовлетворять спаренный переплет с
двойным остеклением при расстоянии между стеклами 55 мм с
фактическим сопротивлением Я0=0,4 м2-ч-град/ккал.Коэффициент теплопередачи такого окна без учета потерь теп¬
ла через откосы стены будет равен1 1 2,5 ккал/м2-ч-град.к~-И0 0,4Расчет пола первого этажа. Пол дощатый на лагах; доски тол¬
щиной 6 = 0,04 м, воздушная прослойка между чистым полом и под¬
готовкой толщиной 6в.п=0,3 м при ^в.п=0,28 м2-ч-град/ккал.Сопротивление теплопередаче пола на лагах определяем поформуле^л = (Г85^у-п; ^у-п==^н-п+2- УСлУ»сгде /?у.п и /?н.п —сопротивления утепленного и неутепленного полов._ 5у.с 0,04 ,2	"Г11 =—+0,28=0,61,0,12где бу.с я Яу.с — толщина и коэффициент теплопроводности утепля¬
ющего слоя.Для пола зоны I/?л=-^-(2,5 + 0,61) = 3,55; к!=-1- = 0,28.0	>оо	о уДля пола II зоны/?" = о"^(5 + 0,61)=6’5; =то же, III зоны=0,08;то же, IV зоны^лУ —-—(16,5-|-0,61)=20; к™-.о	,85112,4—=0,05.20Расчет чердачного перекрытия. В строительной практике приме¬
няют ограждения, в которых однородность материала нарушена в
перпендикулярном и параллельном направлениях тепловому по¬
току.Примером перекрытия такого типа может служить чердачное
перекрытие, изображенное на рис. 1.16. Оно состоит^из двух слоев,
°Дин из которых неоднороден и представляет собой железобетон-
нУю плиту (?.жб=1,2; 5жб = 12,5) с воздушными прослойками. Дру¬41
гой слой однороден и представляет собой утеплитель — керамзи
(Як=0,3; 5К = 3,75).Расчет чердачного перекрытия начинаем с определения сопр
тивления теплопередаче железобетонной плиты.Расчет I. Условно разрезаем плиту (см. рис. 1.16) плоскостями, параллел
ными направлению теплового потока, на различные в теплотехническом отноше¬
нии участки I и II.,, | А Ив продление-	I теплоВого
потокаРис. 1.16. Конструкция чердачного перекрытияУчасток I. Заменим круглые отверстия диаметром 160 мм эквивалентны¬
ми им по площади квадратными отверстиями. Сторона эквивалентного квадрата14-0,162= 0,141 м.На 1 м ширины плиты приходится 5 круглых отверстий диаметром 160 мм
или, что эквивалентно, 5 квадратным отверстиям со стороной а=0,141 м. Тогда
общая длина участков I (без пустот) на 1 м шнрнны составит1 -0,141-5 = 0,295 м.Общая площадь Р1 н соответственно термическое сопротивление Яг участ¬
ков / прн расчетной длине 1 м будут равны:/=■, = 0,295-1 = 0,295 м2;0,22= 0,183 м2-ч-град/ккал.Участок II. Эквивалентная толщина воздушных прослоек а = 0,141 м.
Термическое сопротивление воздушных прослоек этой толшины /?в.п =
= 0,21 м2-ч-град/ккал.Термическое сопротивление стенок плиты на участке II0,22-0,141
/?сх =	р		= 0,066 м2-ч-град/ккал.Общее термическое сопротивление стенок и пустот составитЛп = /?в.п + /?ст = 0.21 + 0,066 = 0,276 м2-ч-град/ккал.'Общая площадь участков II при расчетной длине 1 м
/=•„ = 0,141-5-1 =0,705 м2.42Тогда среднее термическое сопротивление ограждения определим согласно
СНиП П-А.7—71 по формулеРг + /=■,, 0,295 + 0,705 1
р =	=	=	= 0,24."	0,295 0,705 4,16^ +	0,183 + 0,276Расчет Н. Условно разрезаем плиту плоскостями, перпендикулярными на¬
правлению теплового потока, на три слоя, из которых слой 1 и слой 3 одина¬
ковы по толщине и материалу, а слой 2 представляет собой воздушные прослой¬
ки (пустоту) с бетонными перемычками.Общая условная толщина слоя / н слоя 351>3 = 0,22 — 0,141 =0,079 м.Термическое сопротивление этих слоев будет равно0,079Яг + /?з = -Нг = О'066-
1,2Для стоя 2, в котором нарушена однородность материала, определяем сред¬
ний коэффициент теплопроводности АСргХ1/г1 + Хц/^цАрСР 2	р , р >М + М1где }.1. /щ — коэффициенты теплопроводности отдельных материалов слоя;
Р\, рц — площади, занимаемые отдельными материалами на поверхности слоя.Для пустот X считаем равным эквивалентному коэффициенту теплопроводно¬
сти воздуха Х3, который можно определить по формуле *?'вп 0,141
Хэ = -^ = -^—=0,7.Япл 0,21Тогда средний коэффициент теплопроводности слоя 20,7-0,705 + 1,2-0,295
ХСр 2 = 		!		!	= 0,827,а термическое сопротивление0,141/?2 = —-— = 0,17 м2-ч-град/ккал.0,827Терм ическое сопротивление всех трех слоев будет равно/?± = 0,066 + 0,17 = 0,236 м2-ч-град/ккал. ,11о расчету величина оказалась выше величины на 2% (допустимое
превышение по СНиПу составляет 25%).Определим действительную величину термического сопротивления железобе¬
тонной плиты по формуле/?. +2Я, 0,24 + 2-0,236
/?=			=	= 0,237 м2-ч-град/ккал.Р К. Ф. Фокин. Строительная теплотехника ограждающих частей зданий.
°сстройнздат, 1954.43
Предположим, что перекрытие имеет малую массивность, для которого:-'
?н°= —22° С (средняя температура самых холодных суток). ТогдаяЪ9-0,133 П8 +22) 1-0,91,07 м2-ч-град/ккал.Х°	4,5Минимальное сопротивление утеплителя керамзита найдем из неравенства:/
0,133 + 0,237 + =?к+0,1 = 1,07,откуда /?к=0,604.Для определения характеристики тепловой инерции перекрытия сначала под-:
считываем объем железобетона в паиели (1X1 м) V и эквивалентную толщину ?
собственного бетона в плите бв:V	= 1-0,22-1 -0,785-0,162-5-1 =0,12 м3;& _°’12э 1-1 'Отсюда находим= 0,12 м.Я0,12
: 1,212,5+ 0,21-0*+ 0,604-3,75 = 3,51.Значение Д<4 свидетельствует о том, что ограждение «малой массивности»
и, следовательно, принятое в расчете предположение оказалось правильным.Определяем минимально допустимую толщину утеплителя (керамзита) б“ин5”™ = 0,604ХК = 0,604-0,3 = 0,181 м.Принимаем толщину слоя керамзита 0,2 м.Фактическое сопротивление теплопередаче чердачного перекрытия0,2До = 0,133 +0,237 + ~4 + 0,1 = 1,13,0,3а коэффициент теплопередачи чердачного перекрытияк =	- = 0,89 ккал/м2-ч-град.1,13Расчет тепловых потерь. Расчет потерь тепла производим по
формуле (1.17), подставляя в нее полученные коэффициенты теп¬
лопередачи и учитывая добавку на теплопотери через строитель¬
ные ограждения помещений по указаниям СНиП П-Г. 7—62.Определение тепловых потерь производится в табличной форме-
(табл. 1.3).Табл. 1.3 состоит из 16 граф, заполняемых при расчете.В графе 1 таблицы записываются номера помещений. Нумера¬
цию помещений рекомендуется производить поэтажно по часовой
стрелке, начиная с угловых комнат (для первого этажа с № 101,
для второго — с № 201).Первая цифра должна указывать этаж данного помещения.
Графы 2, 4, 5, 7, 9, 12, 13, 15 пояснять не требуется.Коэффициент тепло\своения воздушной прослойки принимается равнымиулю.44Таблица расчета теплопотерьь/Ц’БММИ<5э.Т.0П01ГИЭ1 ЭМНГОП«5X■АуОвхэьл хнэипиффеонюимав9гЬн оиьо^иГРг]01эа снсоБ108Э 1ЧНВЙ1Э пнСЧ‘ийэ10п01тэх эпнаонэо-н кХ
я У у4) « .* «
•9-к я <-*
•е-о * хОТ ^о -& Н *о‘ЦИНЭТГЖПЙЛЭ ЯИ'ПйКНГЦ05Размеры
и количество
огражденийсоГЕЙЛ<н;—а/ ггппэйэн угчшэьэе^г»илэоыевй уонхэьэвй вин-ЭГПЯНЭИХ 1НЭИТ1ИффеО>1«5Зо ‘СЙХ1Н(1ЭПИЭ1
ВЕНЖ^ЙРН ВСНХЭЬЭЕ^юЕ15НЭкенгсЦа о« вШ/кхнзи^оггкинэЬ'жесЦо ЗИНСНОКЭКИПН
.гоНа значение
помещения
и внутренняя
температура,
°С(2П ’эиа
ок) винэптэкоп йакон-*О—ЬСОО 03 О
СО В О О N —. —<СО ■—1 1-0 ■—’ ■—’ю *—' С г-4 СО ю о
03 ОСО©СМ-<оз о о о
—« см — со
Г-- Iю юСМ СМ СМ СМ | | |^ 1 1 11 1_ ^ _101010,0 11-1 11111 11О О О О 1 I 1О О || I[ 11 1ЮЮОО I I I° о м |1 1—1 —1 1 II! 1Ю ^ ^ © 03 IЮП-СОЮ 1о оСО со О СО ^ —1 100 со см 1см *-•1>< ‘ 1 ■—1со —ю ююЛ Д.СО юЛео юЮ 00—1 —1 —1 СМ 		|г-* О1 | о о| о оо ою ююсм смсмю ю <оюю Ю Ю ^ Ю |Ю ^ 00со—‘ СМ см ^ со^ см" ю ^ 1^ соСМ —> —1г—1СО А СО АТ ч/ОЗ
-г--. СМ А -
СО -со *уЮО:х«• V У Ю - ^ю а. иэ юХЧ.Х х/ю'03 1
:> -
-смо»1 СО ’^ \/СО А ю
СМ -
СО - V ^IСМ А -см
-ю со -
со - соЮ 04о Xю /ч■*' о ю
СМ		ю ю ю ю ю
со со со со со8 110 ЮЮЮ 1
СО СО СО СО 1СОсососо- 11--г-, г-, г-, г-,7Т'Т7ТГ--7 1г-, г-, г-,7777 111оо оо о О |1 1оо : | :11обо. соо~гог;. . го >1;ос~~ ^ЛГ5гн.л..Пл.Г1л.и.Л";ском-
+ 180ё-'-эЖилаяната,он45
Продолжение табл. /. ?ьД'внн‘ф ИЙЭХО!Ю1Г1*ЭХ Э1ЯН1ГОЦсо| Добавки на теплопотери, % |Л0ЯВ91ГВН
вхэьХ хнэипиффеонЛиляврггвн эиьойнТРйэхэа внсовхэаэ гчнвйхэ внсмН/1ГВМН‘ийэхопокиэх эинаонэо-нкХ
X ~ та я •X << «■§• = 5 &о5и ‘#инэгжв(1до чт/етшжцО)Размеры
и количество
ограждений00ЕВЙЛ*н/—Я/ гвпэсГэц инш-эьэвс!г-сМхВЙЭШМЭ!
нхэоневй ионхэьэвс!
кинэтчнэиХ хнэипиффео>1соЭо ‘вйАхвйэииэхВВНЖ^ЙВН ВВН|1ЭЬЭВ(-[1Лвхэаэквнвйхэ ои внПвхнэи(5оиинэ!Гжвс1ло эинвао&эмивнсок к Я4к к з; а,•= = х^ О о ^сп 2 — =Л 2 в я
*_ —Я -сч(ЗГГ ‘ЗИЛ
ои) винэТпэкои йэкон-46О >—110 СО ю #О)«оо —*
-+■ *ОС0О) ^5 ^ О ^ СОС'} '>0—* соейОО г—1 —1 ^(ГО О—1—1!!*э ЮС') С'! С^1 I |СМ [ |1ЮЮЮЬО 1 1 ! 1 1 1 1О О О с; 1 1.		 ,		 1— ^ — —« 1 1( 11Ю Ю О О | |О О |Ю^0*+10 1О ^ ^ !оСО СО 00 (ГО ^ 1ю (ГО — 1ОСО —< СО — ^(ГО —1 СОю юют1 1®О1со1 1 О1 осю юсчсмю юСОЮСОЮ
05 О) О С'} С" I-С'- -
СО -СО -<Мхсх-хI«О л «О Аюсо »- со -- юО) V— /\Ю-с- -
со -соХуХ I
сч 74
-ю -
со -сосо со со со сою ю ю
со со со^777777СО СО о о |соООО О н*
ЕIз графе 3 принято условное обозначение ограждений: Д. О.—
„г* г -гнойным остеклением, Пт. — потолок, Пл. — пол, Н. С.—ОКНО смнаружная стена, Д. д. — двойная дверь.В граф’.' 6 заносится коэффициент уменьшения расчетной раз-
ости температур, величина которого принимается по СНиПП-А. 7—62.	цВ графе 8 при определении площади стен из общей площадистепы не вычитают площади окон; площадь окон записывают в от¬
ельную строчку. Однако в графу 10 заносят только разность ко¬
эффициентов теплопередачи окон и стен.Данные графы 11 получают перемножением величины из граф
6 7, 9, Ю. В графу 14 в числе других вносят добавки (5%) на теп¬
лопотери через наружные стены и окна, если помещение имеет две
или более наружные стены.В графе 16 приводятся потери тепла с учетом всех добавок.
В этой же графе указывают сумму тепловых потерь всеми ограж¬
дениями данного помещения.Потери тепла полами (помещения нижних этажей) или потол¬
ками (помещения верхних этажей) коридоров, не имеющих дру¬
гих наружных ограждений, кроме указанных в графе 3, относятся
к теплопотерям помещений, двери которых открываются в данный
коридор (если эти теплопотери в пределах 200—300 ккал/ч).В завершение расчета потерь тепла помещениями всего здания
определяют его удельную тепловую характеристику. Сравнение
ее с уже известными характеристиками для данного типа здания
(соответствующего назначения и объема) служит в некоторой сте¬
пени критерием правильности выполненных расчетов.Тепловой баланс помещения. Для компенсации тепловых по¬
терь ограждениями устраиваются системы отопления, которые для
поддержания расчетной внутренней температуры отдают помеще¬
нию тепло в количестве, равном теплопотерям.Но часто в помещении имеются другие источники тепла, кото¬
рые так же, как и системы отопления, могут участвовать в компен¬
сации тепловых потерь.К названным источникам тепла относятся: тепловыделения
людьми — <21 (явное тепло); выделения тепла при переходе меха¬
нической энергии в тепловую <2г; отдача тепла поверхностями печен
и других нагревательных технологических приборов, расположен¬
ных в помещении, — <3з; тепловыделения в результате остывания
нагретых масс материала, вносимого в помещения, — <34; тепловы¬
деления от источников искусственного освещения — 0ь, от продук¬
тов, поступающих в помещение (при газосварочных, стеклодувных
и других работах), — 06.Кроме тепловых потерь через ограждения, возможны и другие
вВДы потерь тепла: расход тепла на нагревание вносимых в поме¬
щение холодных материалов—0/; на нагревание въезжающего
холодного транспорта — 0,2 \ на нагревание врывающегося воздуха
через ворота — 0з-
Для решения вопроса о тепломощности и вида системы отопл
ния составляется тепловой баланс помещения.Если теплопоступления (явного тепла) в помещение превышав
ют тепловые потери ограждениями, то обычно проектируют дежур;.
ное отопление, которое включается в работу лишь во время техно'
логических перерывов в работе промышленного предприятия. Пр
этом анализируется стабильность тепловыделений, характеристику
тепловыделений по времени (по часам суток).Не являются лишними также расчеты, связанные с определени¬
ем характеристики тепловой инерции помещения (с учетом теплей
выделений от оборудования), для выработки рекомендаций наибо¬
лее рационального режима эксплуатации систем отопления, а не-^
редко и для выявления наиболее экономичной системы отопления.;Методика определения величин, входящих в уравнение теплово-'
го баланса помещения, рассматривается в курсе «Вентиляция».Дежурное отопление. При проектировании отопления производ-'
ственпых зданий необходимо сделать анализ теплового баланса;'
каждого помещения.Выделения явного тепла С)т, происходящие во время технологи¬
ческого процесса с минимальной загрузкой оборудования, могут;:
превышать потери тепла ограждениями <3. Тогда необходимость в
отоплении помещений во время работы предприятия может ока-
заться излишней.В нерабочее время, когда для технологического процесса и ком-
муникаций требуется поддерживать положительную температуру ■
воздуха, обеспечить ее с помощью имеющихся тепловыделений;
экономически нецелесообразно или невозможно. В этих случаях:';
следует предусматривать устройство систем дежурного отопления.Для дежурного отопления, как правило/ используют действую- <
щие системы отопления, отключая часть нагревательных устройств,-
В помещениях с односменной работой можно устраивать самосто- ■
ятельиые системы дежурного отопления. В нерабочее время в отап- ;
ливаемых помещениях в холодный и переходный периоды года /
должна поддерживаться температура не ниже +5° С.На основе проверочного расчета теплоаккумулирующей способ¬
ности оборудования в помещении можно отказаться от устройства
дежурного отопления. Целью проверочного расчета является опре- |
деление продолжительности выстывания нагретого, например, печ¬
ного оборудования цеха до заданного минимума, снижения внут¬
ренней температуры помещения.Дежурное отопление рассчитывают на количество тепла <2Д.0,
определяемого по формуле-	(1-64)* в *\\где 4, 'и — расчетные температуры внутреннего и наружного воз- <
духа, принимаемые при проектировании систем отопления по нор- ;
мам (без учета тепловыделений).483	производственных зданиях, отдельные помещения в которых
отличаются друг от друга характеристиками выделяемого техноло¬
гическим оборудованием явного тепла, целесообразно устраивать
системы отопления с групповым регулированием нагревательных
приборов (по помещениям). Для этой цели рекомендуется предус¬
матривать отдельные системы или ветви от общих систем отопле¬
ния.ГЛАВА IIВОДЯНОЕ ОТОПЛЕНИЕ§ 4. ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕПЛОНОСИТЕЛЯВодяными системами называют те, в которых теплоносителем
сложит вода.Основные физико-технические свойства воды следующие:высокая теплоемкость, практически принимаемая равной
! ккал/кг-град; 4,2 кДж/(кг-град);высокая подвижность, объясняемая сравнительно небольшой
величиной коэффициента кинематической вязкости V. Значение
коэффициента кинематической вязкости определяют следующими
формулами:р	ду	ду<>Угде |1 — коэффициент динамической (абсолютной) вязкости; т —
напряжение силы трения; до/ду — градиент скорости по нормали
к поверхности; р — плотность жидкости; I — температура жидко¬
сти.Коэффициент кинематической вязкости зависит от температуры.
С повышением температуры у воды он уменьшается. Отсюда сле¬
дует, что с повышением температуры потери давления, связанные
с перемещением воды по трубам, падают.Заметим кстати, что в газах (в воздухе) коэффициент кинема¬
тической вязкости с повышением температуры, наоборот, увеличи¬
вается.Объемная масса воды зависит от температуры.С увеличением давления повышается температура кипенияЙОДЫ.Перечисленные свойства воды являются положительными.Количество теплоносителя воды, участвующего в переносе теп¬
ла, обратно пропорционально величине теплоемкости — чем выше
теплоемкость, тем меньше количество теплоносителя, необходимо-
Го -Тля переноса единицы тепла. С возрастанием подвижности сни¬
жаются затраты на перемещение теплоносителя по трубопроводам.49
На использовании зависимости объемной массы воды от темпе¬
ратуры основано действие водяных систем с естественной циркуля¬
цией.Свойство воды с повышением давления повышать температу¬
ру кипения используется в теплоснабжении городов и поселков,
где, как правило, вода применяется перегретой обычно до темпера-|
туры 150° С. Высокая температура воды в подающей магистрали,:
позволяет увеличивать расчетный перепад температур теплоносите¬
ля, что ведет к сокращению количества циркулирующей воды и,:
следовательно, к сокращению первоначальных расходов на соору¬
жение теплоснабжающих систем, так как можно уменьшить диа¬
метры трубопроводов.§ 5. ЦЕНТРАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ
С ЕСТЕСТВЕННОЙ ЦИРКУЛЯЦИЕЙПринципиальная схема водяного отопления. В качестве элемен-;
тарной схемы водяного отопления рассмотрим циркуляционное;
кольцо (рис. II.1, а), состоящее из источника тепла (точка нагре¬
ва /), отопительного прибора (точка охлаждения 2) и трубопровод
да, соединяющего эти точки.	-0-О-Рис. II.1. Принципиальная схема водяного отопления с
естественной циркуляцией:
а — циркуляционное кольцо; б — схема отопленияЦиркуляция теплоносителя воды в элементарном кольце проис¬
ходит следующим образом. Нагретая вода по трубопроводу подни¬
мается вверх, затем опускается вниз и поступает под воздействием
естественного давления при неразрывности потока к нагреватель¬
ному прибору (точка 2); здесь вода отдает часть своего тепла. Ох¬
лажденная по выходе из прибора вода по замкнутому циркуляцион¬
ному контуру поступает к источнику тепла (котел 1), при этом
вытесняя из него более легкую нагретую водуг. Вода в котле, вос¬
полнив потери тепла, повторяет свое движение (циркулирует).Какая же сила является причиной циркуляции воды в кольце.
Представим, что источник тепла и трубопроводы изолированы от.
потери тепла так, что вода охлаждается только в нагревательном.50приборе. Приняв уровень горизонтального обратного трубопрово¬
да за исходный, определим разность гидростатического давления
двух столбов воды равной высоты/» = (АУР + А1УГ1—(А + ЛО уг,	(11.1)где первая величина в скобках — давление столба воды справа;
вторая — давление воды слева; уг — объемная масса (нагретой)
воды; у0 — объемная масса (охлажденной) воды.После алгебраических преобразований выражение (11.1) полу¬
чит видР = Ь(у0 — уя).	(11.2)Так как у0>уг, то и ку0>Нут. Следовательно, давление столба
воды охлажденной больше давления воды горячей.По формуле (11.2) определяют давление, которое является при¬
чиной движения воды в циркуляционном кольце.Рассмотрим простейшую схему водяного отопления с естествен¬
ной циркуляцией.На рис. 11.1, б цифрами обозначены: 1 — генератор тепла (в
данном случае котел); 2 — расширительный сосу'д; 3— нагреватель¬
ный прибор; 4 — трубопроводы. Таким образом, основными частя¬
ми системы отопления являются генератор тепла, нагревательные
приборы и трубопроводы, расширительный сосуд.Система отопления работает следующим образом. После напол¬
нения системы водой из водопровода и удаления из нее воздуха (в
данном случае через расширительный сосуд) приступают к нагре¬
ванию воды в котле.Процесс циркуляции воды в системе происходит аналогично
рассмотренному выше.Пренебрегая потерей тепла в трубопроводе и принимая уровень
горизонтального обратного трубопровода за исходный, определим
в произвольно выбранном сечении нижней трубы /—I разность
давлений от столбов воды с правой и левой стороны:Р-рМ'г + ^4 ~Г'^ ' +(^3 + ^2 “МО \о
~_Н^З_М,44' Уг(П.З)гДе первая сумма в квадратных скобках — давление столба воды
справа; вторая сумма — вычитаемая — давление воды слева;
<> + у0)/2 — средняя объемная масса воды в нагревательном при¬
боре, кг/м3, соответствующая температурам воды входящей ^ и
входящей 10\ (у0 + уг)/2 — средняя объемная масса воды в котле,
соответствующая температурам воды, входящей 10 н выходящей
из котла.Так как в данной схеме все количество тепла, вырабатываемое
® котле, поступает в нагревательный прибор для нагревания поме¬
щения, то при отсутствии потерь тепла трубопроводами объемную51
массу горячей воды в котле и нагревательном приборе можно-
принять одинаковой, так же как и объемную массу охлажденной,,
воды у0, входящей в котел и выходящей из нагревательного при*.бора.	:Выражение (II.3) после алгебраического преобразования при>]мет видНо посколькуко \\’г)тоР=1г{У о —Уг).т. е. действующее в циркуляционном кольце давление в кг/м2 рав»
произведению вертикального расстояния между серединами высокотла и нагревательно'Г,ср.лрГл.ст.	го прибора на разностьобъемных масс охлаж-|
денной и горячей водиц
циркулирующей в си¬
стеме [аналогично,'
(П.2)].Рассмотрим, на*
сколько правомерно;
принимать величину Н
за расстояние между;
серединами высот 'кот-;ла и нагревательного прибора.Выделим плоскостями А и Б участки главного стояка и нагрев
вательного прибора (рис. 11.2). Легко видно, что разность давле-,.
ний в пределах высоты к будет равнаРис. 11.2. К определению располагаемого дав¬
ления в системах водяного отопления с естест¬
венной циркуляциейАР — А (Тср.кр Уг).(11.5;где \у.р,щ) — средняя объемная масса воды в приборе, определяемая;
по выражению:-И-о )/2.1 Ср.ТТр '_ (Л.Отсюда можно определить Ар и по выражению\р = /1/2 (у0 уг)нли(Уср.пр V) = 111 ^ О А г)'Уравнение (11.6) должно быть справедливым, так как зависи
мость объемной массы воды от температуры практически линейная*52(11.6Пример. Определить Ар, если дано: к = 0,5 м; ^=95° С; у0==
-=70° С.; уэ5з с = 961,92 кг/м3; 77000=977,81° С; ?ср.пр = 82,5° С; у82,5°с—
___970,24 кг/'м3 (см. приложение).решение. Применим формулу (11.6)к СУ82,5° С — У95° с) = А/2 (У70° С — \'95° с)-После подстановки получим:0,5 (970,24-961,92) = 0,25 (977,81 - 961,92);4,16=^3,973 кг/м2.Расхождение составляет 4,5%, т. е. относительно невелико,'
следовательно, при определении давлений расчетная высота от се¬
редины нагревательного прибора правомерна.На основании принципиальной схемы применяют системы водя¬
ного отопления с естественной циркуляцией, описанные ниже.М%!с/2%/\ "=1
*ОI1=Ц‘-О-нРяс. II.3. Водяная двухтрубная си¬
стема отопления с верхней раз¬
валкой и естественной циркуля¬
циейРис. II.4. Принципиальная схе¬
ма водяного отопления с верх¬
ней разводкой (к определе¬
нию Ар)Водяная система отопления двухтрубная с верхней разводкой
и естественной циркуляцией. Как видно из рис. II.3, эта система
сложтее по сравнению с принципиальной схемой. В отличие от дви-
воды, поступающей из генератора тепла в один нагреватель-
прибор или по одному циркуляционному кольцу, здесь вода
П°ст;л;ает в три нагревательных прибора, расположенных в схеме
Пй?5ллельно друг другу или в три циркуляционных кольца через
ку>1- "ьн1 нагревательный прибор.^ Дельцом водяной системы отопления называется замкнутый
С1П'.'Р, состоящий из последовательно расположенных участков
йс‘~-\;ы и проходящий через один из нагревательных приборов.
гСистему называют двухтрубной потому, что она имеет две са¬
мостоятельные трубы для питания нагревательных приборов го¬
рячей водой и для отвода охлажденной воды.В системе с верхней разведкой подающую (горячую) маги-',
страль располагают выше нагревательных приборов системы»
(обычно под потолком.верхнего этажа или на чердаке).На основании изложенного выше расчетное давление в кг/м2'
для циркуляционного кольца через нагревательный прибор первого -
этажа составитР1 = ^(Уо— Уг)-Для циркуляционного кольца через нагревательный прибор
второго этажа соответственно	!/^2=^2 (V,,— Уг)’а для циркуляционного кольца через нагревательный прибор
третьего этажаРз = ь зОУо —’Уг)-где Н\, И.2, Нг — расстояния между серединами высот котла и нагре- '
вательных приборов соответственно 1, 2 и 3-го этажей; у0, уг —
объемные массы обратной (охлажденной) и горячей воды.При рассмотрении принципиальной схемы водяного отопления ■'
было сказано, что трубопроводы изолированы так, что вода не ох-
лаждается. Фактически трубопроводы теряют тепло, вследствие5
чего температура воды в них понижается по мере удаления ее от
генератора тепла.Рассмотрим явление охлаждения подающих трубопроводов в.
системе отопления с верхней разведкой.	- 'Обозначим среднюю температуру воды в подающих участках
системы через (\, /г, 1з, и, Н, и, Ь и 1% (рис. 11.4).Очевидно, что 1\>1ъ>Ь, так же как и>12>к- Соответственно
этому	так как /з>^7- Тогда объемные массы воды на тех жеучастках системы соответственно будут отличаться так: у1<уз<У7;
'У1<У4<’У8-На рис. II.4 показаны столбы воды соответствующей темпера¬
туры. Очевидно, в циркуляционных 'кольцах возникнут дополни¬
тельные давления. Так, дополнительное давление в циркуляцион-;
ном кольце стояка 1 будет равноА = (*1 УзТ^) —^1.а в циркуляционном кольце через стояк 2Р-2 = (Ь 1\’7 + %8)-ЛУ1-Отсюда становится ясным, что р2>р\■ Дополнительное давле¬
ние зависит от протяженности системы и от числа этажей здания.Полное давление в системе отопления с верхней разводкой, ко¬
торое обеспечивает движение воды в циркуляционных кольцах54системы, определяют по формулеР~^(Уц — Уг) “Ь &Р’(117)где -V?— дополнительное давление от охлаждения воды в трубо¬
проводах системы отопления с верхней разводкой.Величину Ар принимают в зависимости от горизонтального рас¬
стояния от главного стояка до стояка, через нагревательный прибор
которого проходит расчетное кольцо, и числа этажей в здании.Дополнительное давление от охлаждения воды в трубопрово¬
дах составляет значительную величину по сравнению с давлением,
определяемым по формуле (П-4), и поэтому пренебрегать им
нельзя. Так, для двухтрубной системы водяного отопления распо¬
лагаемое давление без учета дополнительного давления за счет
охлаждения воды в трубопроводах составитР=к (Уо — уг) = 3,0 (977,81 — 961,92) = 47,67 кг-м2,где к— вертикальное расстояние от центра котла до центра на¬
гревательного прибора, равное 3,0 м; у0 — объемная масса обрат¬
ной (охлажденной) воды, при температуре 70° С; уг — объемная
масса горячей воды, кг/м3, при температуре 95° С.Дополнительное давление Ар в трубопроводах для двухтрубной
системы с верхней разводкой и естественной циркуляцией воды
для зданий в три или четыре этажа принимается по табл. прилож.
11, выдержка из которой приведена ниже.Расстояние, м 	До 1010—2020—3030-5050-75Ар, кг/м2	2525253035Отсюда видно, что дополнительное давление Ар от охлаждения
воды в трубопроводах двухтрубной системы с верхней подводкой
составляет ощутимую величину (более 50%) от основного распо¬
лагаемого давления.II.	Водяная система отопления двухтрубная с нижней развод¬
кой и естественной циркуляцией. В этой системе (рис. II.5) подаю¬
щую и обратную магистрали прокладывают внизу (в подвале или
подпольных каналах). Это обстоятельство является причиной того,
что воздух из системы при наполнении ее водой и во время экс¬
плуатации удаляется не через расширительный сосуд, как в систе¬
ме с верхней разводкой, а через специально устраиваемые воздуш¬
ные линии и воздухоотводчики.Дополнительное давление от охлаждения воды в трубопрово-
ах здесь не учитывается. Для объяснения этого рассмотрим про¬
текшую схему двухтрубной системы отопления с нижней развод-
°и и естественной циркуляцией (рис. 11.6).Для простоты на схеме показано лишь два нагревательных
Риоора (/ и //) Воздух удаляется здесь через специально уста-55
новленные в верхних радиаторных пробках воздушные краны Маев¬
ского.Как же отразится на величине располагаемого давления эффект
охлаждения воды в трубах? Обозначим высоту горячего подающе¬
го стояка, питающего нагревательный прибор II, через Нг и высоту
обратного охлажденного стояка этого прибора через Н0.ииI1\1!1111С11<С	1		1	Рис. П.5. Водяная двухтрубная
система отопления с нижней
разводкой и естественной цир¬
куляциейРис. 11.6. Водяная двухтрубная систе¬
ма отопления с нижней разводкой
(к определению располагаемого дав¬
ления)В результате теплоотдачи температура воды в обоих стояках
понизится и соответственно увеличатся объемные массы воды по
сравнению с теоретической величиной, принятой в формуле (11.4),
т. е. объемные массы воды в обратном и горячем стояках вместо
Уо и уг теоретически, как в формуле (П.4), будут иметь значения
у0ф и уАОтсюда видно, что в виду снижения температуры в горячем и
обратном стояках у0ф>у0 и угф>уг. Тогда располагаемое давление
(в кг/м2) можно найти из выраженияр~к (у0 —Уг)~Ь (у? — у0) — кг (у?1 — уг).	(Н.7а)Выражение Нг(угФ—уг) участвует в формуле с отрицательным
знаком, так как увеличение веса столба воды, поднимающейся
вверх, не способствует циркуляции, т. е. снижает определяемое
формулой (11.4) располагаемое давление. Выражение же П0(у0ф—
—Уо) участвует в формуле с положительным знаком, поскольку
увеличение веса столба воды, опускающейся вниз, способствует
циркуляции, иначе говоря, повышает располагаемое давление.Однако эти величины практически равны:МУ? —Уо)~Аг(у? —уг).Тогда после сокращения выражение (II.7а) примет вид/7 = А(у0-уг).56например, здания с.Следовательно, в системах с нижней разводкой дополнитель¬
ное давление от охлаждения воды в трубах учитывать не нужно.При выборе систем отопления с естественной циркуляцией пред¬
почтение отдают системам с верхней разводкой, поскольку они по¬
зволяют учитывать дополнительное давление от охлаждения воды
в трубопроводах.Исключением из правил могут служить,
плоской кровлей, когда по эсте¬
тическим соображениям разводя¬
щие магистрали системы с верх¬
ней разводкой недопустимо про¬
кладывать под потолком верх¬
него этажа.III. Вертикальная однотрубная
система водяного отопления с за¬
мыкающими участками и естест¬
венной циркуляцией. Система на¬
зывается однотрубной потому,
что одна и та же труба — стояк
служит для подвода и отвода во¬
ды из нагревательного прибора.При этом, как видно из схемы
(рис. 11.7, а), часть теплоносите¬
ля воды проходит, минуя нагре¬
вательные приборы по замыкаю¬
щим участкам.В отличие от двухтрубных в
однотрубных системах нагрева¬
тельные приборы присоединены
последовательно и температура
входящей в них горячей воды не
одинакова, так как вода, проходя
по цепочке приборов,, постепенно
охлаждается. Принципиально
нагревательные приборы каждого
стояка однотрубной вертикаль¬
ной системы можно рассматри¬
вать как один общий прибор с средневзвешенным центром нагрева.
При таких условиях верхний и нижний приборы являются как бы
верхом и низом одного общего прибора. Поэтому в однотрубной
системе нижние приборы прогреваются даже в случае расположе¬
ния их ниже котла, что невозможно в двухтрубных системах с ес¬
тественной циркуляцией.В двухтрубной системе отопления циркуляционные кольца про¬
водят через каждый нагревательный прибор, что является отличи¬
тельной чертой гидравлической характеристики двухтрубных
систем.В однотрубной системе отопления с замыкающими участками
Циркуляционные кольца проходят через стояки, при этом одно--41Рис. II.7. Водяная система отопления
вертикальная однотрубная с замыка¬
ющими участками, с естественной
циркуляцией (к определению распо¬
лагаемого давления):
а —• общая схема; б —малое* циркуляци¬
онное кольчо57
кольцо — через замыкающие участки, второе — через подводки к'
нагревательным приборам (и сами приборы).Давление, которое обеспечивает движение воды в циркуляцион-‘
ных кольцах однотрубной системы с замыкающими участками, мо¬
жет быть определено двояко:1)	через замыкающие участки р\Р\ =[(^'1 + КЪ + Ь3ъ) - лгУг1 + АР,	(11.8)!где кгуи кг уг, кгуъ— давления столбов воды; кГ=к1-г к2+к3\ Ар —
дополнительное давление воды в трубах, принимаемое для систем:
с верхней разводкой;2)	через нагревательные приборы рпРи~ ![^1У1“Ь(А2 — Л) У2“Ь(^3 ~ УзЧ'^'Упр /1Уир2~1Г"Н к-Уир з] — кгут) -(- Д/7,	(П.9)где к — высота нагревательного прибора по центрам подводок;
Упрь упр2> Упрз — объемные массы воды соответственно в приборах1,2 и 3. 1-го, 2-го и 3-го этажей.Так как упР1>у2; упр2>'уз; упРз>,уг, нетрудно видеть, что рп>рьОпределив разность давления рп—р\, после сокращений полу¬
чим	IРп — Р\ = Ъ (’У.ф 1 — У2) + А (Упр2 - Уз) + а (У„Р 3 — 'Уг)’ ‘И-Ю)где уПрь упр2, Упрз выражены в общем виде зависимостью упр^
= (‘Упод + 'Уобр)/2, причем уПод и у0бр — объемные массы воды соот
ветственно в подающей и обратной подводках нагревательного
прибора.Таким образом, в однотрубной системе отопления с замыкаю-,;
щими участками, помимо циркуляционных колец, через стояки дей-‘
ствуют так называемые малые циркуляционные кольца, образо-;
ванные подводками к нагревательным приборам и замыкающий'
участкам (рис. II.7, б). Таких малых циркуляционных колец в си
стеме столько, сколько нагревательных приборов.	“Выражение (11.10) представляет собой сумму давлений, возни¬
кающих в малых циркуляционных кольцах. Диаметры трубопров.
дов малого циркуляционного кольца необходимо принимать
учетом действующего в них располагаемого циркуляционного даВ;
ления.	VРасполагаемое давление для преодоления гидравлических по,
терь в нагревательном приборе и подводках к нему рПод опредеЛЯ|
ют но уравнению__ гидравлические потери в замыкающем участке; у3.у-
объемная масса воды в замыкающем участке;У под + Уобр
ДУ = - — Ъ.уЗ.ув свою очередь гидравлические потери в замыкающем участке
должны быть равны:( Упод + Уобр
Рз.у~Рп01 ' ^	2IV.	Водяная система отопления вертикальная, однотрубная, про¬
точная с естественной циркуляцией. В отличие от однотрубной си¬
стемы с замыкающими участками здесь через стояк с односторон¬
ним присоединением приборов проходит только одно циркуляцион¬
ное кольцо и поэтому система называется проточной (рис. II.8).ихЛч±.ггЛ- А-Ч	гг 1		‘ 1Рис. II.8. Водяная однотрубная
система отопления вертикаль¬
ная проточная с естественной
циркуляциейРис. II.9. Водяная однотрубная
система отопления горизонтальная
с замыкающими участками и ес¬
тественной циркуляциейПроточная однотрубная система выгодно отличается от двух¬
трубной и однотрубной с замыкающими участками систем боль¬
шей гидравлической устойчивостью.Давление, которое обеспечивает движение воды в циркуляцион¬
ном кольце, определяют по формуле/7=[(Л1У1 + Л2у2 + ЛзУз)-АУг] + Д/7,	(11.12)гоеприбооаССм°ТИе/!°Т С5редины котла До середины нагревательно-ми нагрмате^’ьныг пп'й РТИКаЛЬНЫе Расстояния между середина-
этажей ательных пРиборов соответственно 1-го и 2-го, 2-го и 3-гоется то, что^а^л^тг0^У^Н0^ ПР0Т0ЧН0Й системы отопления явля-ним присоединением их к нагревательньш приборам с односторон-тоякам запорно-регулирующую армату¬
ру не устанавливают, так как полное закрытие кранов (в случае их
установки.) на подводках к нагревательным приборам приведет к I
полному бездействию нагревательных приборов всего стояка. При :
двустороннем присоединении приборов к стояку установка кранов':’
возможна только на подводке одного из двух приборов, если по- ;
следние установлены в одном помещении для местного регулирова- .
ния части нагревательных приборов.V.	Водяная система отопления горизонтальная однотрубная с
замыкавдш,ими участками и естественной циркуляцией. Устройство
горизонтальной однотрубной системы (рис. 11.9) с замыкающими
участками отличается от вертикальной тем, что здесь к горизон- 1
тально проложенным трубам нагревательные приборы присоедине- |
ны аналогично присоединению нагревательных приборов к систе- :|
мам вертикальных однотрубных систем с замыкающими участками. '!Удаление воздуха из системы производится через воздушные |
краны, устанавливаемые в верхних радиаторных пробках нагрева- |
тельных приборов.	|Циркуляционные кольца в этой системе аналогнчно однотруб-I
ной вертикальной системе проходят через замыкающие участки!
нагревательных приборов и подводки к нагревательным приборам.;!
Давления в циркуляционных кольцах системы определяют:
через замыкающие участки нагревательных приборов 1-го этажа 1
по формуле	'	1Л^СУо —'Уг) + Д#	Iаналогично через замыкающие участки приборов 2-го этажа и т. д. аР2=й2(у0 — уг)-1-Ар;	^	Iчерез подводки к нагревательным приборам (например, для.|
1-го этажа)	1А = А1(То — Тг)+Л(УоР — УгР)+Д^,	Iгде Ни — высота от середины котла до горизонтальных разводя-§
щих трубопроводов соответственно 1-го и 2-го этажей; к— высота!
от оси горизонтальной разводящей трубы до оси радиаторной проб-|
ки (места присоединения подводок к нагревательному прибору), м;.|
То, Уг — объемные массы воды в обратном и подающем стояках си-.:?
стемы, кг/м3; у0ср, Угор — средние объемные массы воды в подвод-1
ках к приборам: обратной и подающей; Ар — дополнительное дав-;|
ление от охлаждения воды в трубах (принимаемое, как известно,,#
в системах с верхней разводкой); в данном случае ввиду незначи-1
тельности этим давлением можно пренебречь.	1Расчет трубопроводов однотрубной горизонтальной системы!
предпочтительнее вести сначала через замыкающие участки нагре-|
вательных приборов, а затем рассчитать малые циркуляционные!
кольца, т. е. произвести расчет подводок к нагревательным при->|
борам.	IРасполагаемое давление для расчета подводок к нагреватель¬
ному прибору определяют по формулеРвоЛ=А( Уо-Уг) + 2(АУ+^кг	(И-13)где уг — объемные массы воды в обратной и подающей подвод¬
ках к нагревательному прибору; И(Ш+%)з,у гидравлические по¬
тери замыкающего участка.Горизонтальные однотрубные системы
отопления с замыкающими участками при¬
меняют для отопления общественных и про¬
мышленных зданий.Преимуществом этой системы является
возможность использования горизонтально
проложенных разводящих труб в качестве
нагревательных приборов. Недостаток — не¬
обходимость удаления воздуха через нагре¬
вательные приборы, что вызывает эксплуа¬
тационные неудобства.Однотрубная горизонтальная разводка
применяется практически как элемент ком¬
бинированной системы отопления здания в
тех случаях, когда по местным условиям
для отопления одной части здания (напри¬
мер, во вспомогательных помещениях теат¬
ра) целесообразна вертикальная однотруб¬
ная система, для отопления другой части здания (зрительного за¬
ла) — однотрубная горизонтальная.Ниже рассмотрены основные типы насосных систем отопления.§ 6. НАСОСНЫЕ СИСТЕМЫ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯПринципиальная схема водяного отопления с насосной цирку¬
ляцией показана на рис. 11.10. Эта схема устроена с верхней раз¬
водкой, причем 1 — насос, 2 — воздухосборник. Применение для
циркуляции воды насоса внесло изменения и в конструктивное
оформление системы отопления по сравнению с конструкцией си¬
стем отопления с естественной циркуляцией.Эти изменения следующие: воздух из насосной системы водяно¬
го отопления удаляется не через расширительный сосуд (как в си¬
стемах с верхней разводкой и естественной циркуляцией), а через
специальные устройства для спуска воздуха._ асширнтельный сосуд, как правило, присоединяется к обрат-
нои магистрали перед насосом (см. ниже).асЯ0"Тагаемое давление, которое обеспечивает циркуляцию во-
формИГСН0Й системе с веРхней разводкой, определяют в кг/м2 поР Рклч~\~ к[у0 "Уг) “I- А/з,	(11.14)Где ^П5С Давление, создаваемое насосом, кг/м2.Рис. 11.10. Принципи¬
альная схема насос¬
ной системы водяного
отопления61
Величина давления, создаваемого насосом, определяется из вы¬
раженияЛ.ас = 2^А>к>	(Н-15)где 2/ — длина наиболее протяженного (как правило) циркуляци¬
онного кольца трубопроводов системы, м; рэк — удельная потеря
давления, выявленная на основании технико-экономического анали¬
за (рж принимается равной 5-Ь 10 кг/м2 на 1 м длины); 1г(у0—уг)—
естественное давление воды в системе; Ар — дополнительное давле¬
ние, возникающее при остывании воды в трубопроводах систем с
верхней разводкой, кг/м2.Обычно расчетное давление насоса принимают не больше 1 ООО-—1200 кг/м2.На рис. 11.11 показаны насосные системы водяного отопления;
на рис. 11.11, а — система двухтрубная с верхней разводкой, на
рис. 11.11, б — с нижней; применяют их в зданиях не более трех
этажей. Системы с нижней разводкой применяют чаще для отопле¬
ния бесчердачных зданий.На рис. 11.11, в изображена однотрубная система отопления с
замыкающими участками. Применяют ее для отопления жилых,
общественных и промышленных зданий высотой более трех этажей.Для отопления общественных и промышленных зданий, в кото¬
рых не требуется местная регулировка нагревательных приборов,
применяют однотрубные системы отопления (рис. 11.11, г).На рис. 11.11, д показана однотрубная горизонтальная система
отопления с замыкающими участками, применяемая для отопления
общественных и промышленных зданий.Показанная на рис. 11.11, е вертикальная однотрубная система
отопления с нижней разводкой применяется для отопления жилых
и общественных зданий. Воздух удаляется из системы при помощи
воздушных кранов, установленных в приборах верхнего этажа.Регулировка теплоотдачи нагревательных приборов производит¬
ся трехходовыми кранами.На рис. 11.11, ж—к — изображены однотрубные горизонтальные
системы водяного отопления, в которых нагревательные приборы
присоединены к горизонтальным ветвям неодинаково; на схеме11.11, ж, I, III— с установкой для регулирования трехходовых кра¬
нов; на схеме 11.11, ж, II с установкой крана двойной регулировки.
Установка трехходовых кранов позволяет направлять любое коли¬
чество воды в нагревательный прибор или в магистраль. Кран,
установленный на подводке к прибору, обеспечивает количествен¬
ное регулирование в меньшем диапазоне.Присоединять отопительные приборы по схеме сверху вниз (см.
рис. 11.11, ж, II, III) можно при деаэрированной воде, когда
эксплуатационное удаление воздуха через воздушные краны при¬
боров сведено к минимуму.На рис. 11.11, з показана разработанная проф. Б. Н. Лобаевым
горизонтальная система с замыкающими участками, в которых го-6211
ризонтальная магистраль прокладывается выше приборов отопде^ния под подоконниками.Положительной стороной данной системы отопления является”?
свободное удаление воздуха и отсутствие воздушных кранов.Приборы, установленные в первой части горизонтальной ветви •
при температуре теплоносителя от 150—105° С включаются по схеи^'
движения «снизу вверх», а в хвостовой части ветви при температу¬
ре 105° С и ниже — по схеме «сверху вниз» для улучшения тепло*'
передачи приборов (при подаче теплоносителя «сверху вниз» р4= ^а при подаче «снизу вверх» р4<1).	%.На рис. 11.11, и показана горизонтальная проточная система, от¬
личительной особенностью которой является прокладка специал:.!
ной воздушной линии через верхние ниппели приборов, что исклюй
чает необходимость установки воздушных кранов на каждом и'3
приборов (см. рис. II.11, к). Недостатком схемы 11.11, и и II.11,
является жесткое соединение по всей линии, что не допускает ком4;
пенсации тепловых удлинений, отсутствие которой приводит к оф
разованию.течи воды в местах соединений.	^Проточно-регулируемая однотрубная с верхней разводкой с"!
смещенными замыкающими участками система (рис. 11.11, л) яд,
ляется компромиссным решением. В ней совмещены режимы ра¬
боты двух однотрубных систем: проточной и с замыкающими участ#
ками.Соответствующим регулированием трехходовых кранов на под¬
водках к приборам можно перевести систему на режим работ*:
проточной системы, когда коэффициент затекания а=1, или Н8(!
режим работы однотрубной системы с замыкающими участкам;.(а<1).	|На рис. II.11, м показана схема однотрубного стояка системы И;
опрокинутой циркуляцией воды со смешанными замыкающим ^
участками в 1-ми 2-м этажах и с проточно-регулируемым узлом &
верхнем этаже.На рис. 11.11, н, о показаны соответственно схема бпфилярног0>
П-образного стояка и горизонтальная бифилярная система с ниЖ-;
ней разводкой.Систему отопления с вертикальными бифилярными стоякам*^
применяют в панельном строительстве жилых домов. В этой систеЦ
ме отопительный прибор каждого стояка делится на две част"
(кроме верхнего этажа): одна, слева, с количественным регулирО;
ванием теплопередачи, другая, справа, нерегулируемая, про-1
точная.Для проточного нагревательного прибора верхнего этажа прГ,
дусматривается воздушное регулирование теплопередачи при.
бора.Горизонтальные бифилярные системы применяют преимущест
в|:нно для отопления общественных и промышленных зданий, а так
же вспомогательных помещений промышленных предприятий, т-
качестве нагревательных приборов в этих системах применяютс,
конвекторы.64Горизонтальные проточные бифилярные системы
ются одинаковой средней температурой тепюнпгитр-, " аРактеризу-
пары (друг над другом) конвекторов. Эти”системы’ *ЯАЯ Каждой
верхней и нижней разводкой магистралей	устраивают сГЛАВА ШНАГРЕВАТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ СИСТЕМ
ЦЕНТРАЛЬНОГО ОТОПЛЕНИЯ§ 7. ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К НАГРЕВАТЕЛЬНЫМПРИБОРАМНагревательным прибором называют устройство для передачи
тепла от теплоносителя непосредственно отапливаемому помеще¬
нию. Через стенки прибора происходит теплообмен между проте¬
кающим внутри отопительного прибора теплоносителем (как пра¬
вило, это нагретая вода, или водяной пар) и воздухом помещения.Нагревательные приборы должны удовлетворять теплотехниче¬
ским, технико-экономическим, санитарно-гигиеническим и 		ским требованиям.эстетиче-ши 1 ^ ^ ^^ 11Х1 1,1 •Теплотехническая характеристика нагревательно¬
го прибора в основном определяется его коэффициентом теплопе¬
редачи. В этой связи создание нагревательного прибора с более
высоким коэффициентом теплопередачи рассматривалось всегда
положительно.Технико-экономическая хар актеристика нагре¬
вательного прибора определяется его первоначальной стоимостью,
отнесенной, например, к единице тепла отдаваемого помещению;
при оценке нагревательных приборов, изготовленных из одного и
того же материала, технико-экономическим критерием может слу¬
жить тепловое напряжение материала.Под тепловым напряжением материала ц понимают количество
тепла, отдаваемого прибором в течение 1 ч при разности темпера¬
тур теплоносителя и окружающего воздуха в 1 град, отнесенного к
1 кг массы нагревательного прибора, в ккал/кг-ч-град4= г и ^ ^ ИЛИ 4 = К1В>	(ШЛ)@ (^пр ^в)‘Де — количество тепла, отдаваемого нагревательным прибором,
ккал/ч (Вт); О — масса нагревательного прибора, кг; /1ф — средняя
температура нагревательного прибора, град; — температура
и^три помещения, град; к—коэффициент теплопередачи (см.
ьже) прибора, ккал/м2-ч-град (Вт/м2-град); В— масса 1 м2 по-
Рхкости прибора, кг;м2.тег. _е:л„ ("'ольше тепловое напряжение, тем экономичнее нагрева-
" р[1Ь1п прибор по расходу металла на его изготовление.Не '0ШЛС!1ТЬ тепловое напряжение можно, как это видно из урав-
и> путем повышения коэффициента теплопередачи к, уменьше-3—83265
нием массы прибора, отнесенного к 1 м2 поверхности нагрева, ил
снижением массы 1 экм (см. ниже), либо путем соответственно!-'
изменения обоих факторов.Санитарно-гигиеническая оценка нагревательно
прибора характеризуется конструктивным решением прибора, о.
легчающим содержание его в чистоте, удобством регулирован:
теплоотдачи, долей передачи тепла лучеиспусканием (лучиси
системы отопления имеют наивысшую санитарно-гигиеническую
характеристику).Нагревательный прибор должен отдавать помещению количес*
во тепла в основном в соответствии с теплопотерями.Температура теплоотдающей поверхности нагревательного пр
бора должна соответствовать санитарно-гигиеническим требован1
ям. Так, согласно СНиП П-Г.7—62 предельную температуру п
верхности нагревательных приборов в жилых домах и администр-
тивно-коиторских помещениях принимают 95° С, для детских садо;
больниц — 85° С, в производственных помещениях — до 150° С.Нагревательные приборы должны иметь красивую форму и бь»
достаточно компактными. Кроме упомянутого, нагревательный пр*
бор должен удовлетворять монтажно-строительным требования:'
обладать возможно меньшими строительными габаритами (длин
и глубиной для возможности установки приборов без ниш), д“
пускать возможность компоновки прибора требуемой поверхносТ;
нагрева путем сборки из отдельных элементов.При конструировании новых приборов нужно также учитыва'
технологические требования по их изготовлению.§ 8. ТИПЫ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ	|Нагревательные приборы изготовляют из чугуна, стали и др^
гих материалов. Основные типы нагревательных приборов описан3'
ниже.	|Чугунные радиаторы — наиболее распространенные типы отопк
тельных приборов. В конструктивном отношении они представляю,
собой отдельные секции, в зависимости от числа вертикальны:"
каналов в каждой секции могут быть одно-, двух-, трехколонный;,
и многоколонными с разнообразным сечением каналов (рис. ШЛСекции соединяют между собой изготовленными из ковкого ч~‘
Гуна полыми ниппелями, имеющими на половине длины наружну
правую резьбу, а на другой половине — левую. По монтажной'в"
соте радиаторы подразделяют на высокие (до 1000 мм), средн.
(до 500 мм) п низкие (300 мм).Для уплотнения стыков между секциями применяют проклад
из картона, пропитанного в олифе (при температуре теплоносит
меньше 100° С) и из паронита (при теплоносителе температурой
лее 100° С).Чугунные радиаторы выдерживают давление в 6 кг/см2. Из
товление радиаторов в виде секций позволяет собирать прибор
разной поверхности. На рис. III.1, а показан прибор общего назн,66чения М-140-А0( а в табл. III.! охарактеризованы основные тип»
радиаторов, применяемых за последнее время. Тепловое н п 1“
ние 1 кг металла определяется величиной 0 23е? п	н-пряже-Хград) [0,27-9,291 Вт/(кг• град)].	ккал/(кг-чХУстаревший радиатор «Польза» 3 явтяюгттй™
смысле прототипом современных чугунных п„и®' п в нзвестн°мРис. III.I. Нагревательные приборы — радиаторы:1	лл »лп дп- 6	стачьной штампованный радиатор° - ЧУГУ'1НЬ'Г’ секц^пныи^вдп^0,1.8 ккал/(кг-ч-град) [0,2-0,21 Вт/(кгтрад)]. Отсюда видно, чтотепловое напряжение металла у современных радиаторов возросло
на ЗОо/0.Преимуществом чугунных радиаторов является их стонкость
пРОТ1!В коррозии.Радиаторы или панели из стали. В последние годы все большееприменение находят штампованные канальные радиаторы из лис¬
товой стали (рис. III.1, б).Главным недостатком стальных радиаторов является подвер-Ценность их коррозии. Однако при использовании в качестве теп-
3«
Таблица III.IТехническиехарактеристики чугунных радиатору582500582500.382300582500582500960,254960,299960,17960,203960,2М-140
М-140-АО
М-НО-АО-ЗОО
РД-90С
М-90лоносителя деаэрированной воды, подаваемой от ТЭЦ, эти ради"
торы становятся конкурентоспособными с чугунными радиаторам
Небольшое сечение для прохода теплоносителя следует рассматр
вать как положительное, имея в виду повышение коэффициен
внутреннего теплообмена (вследствие повышения скорости тепл
носителя) и гидравлического сопротивления, возрастания котор
го повышает гидравлическую устойчивость системы отоплен^в делом.Фланец трудыКроме штампованных радиаторов, освоен выпуск стального л';
тотрубного радиатора, состоящего из профилированного сталыг
листа и змеевика из водогазопроводных труб, приваренного к лту с тыльной стороны.Тепловое напряжение металла в стальных радиаторах состляет 0,47—0,7 ккал/(кг-ч-град) [0,55—0,8 Вт/(кг-град)].Существенное увеличение теплового напряжения у стальн
радиаторов по сравнению с чугунным объясняется снижен'
удельной массы металла, идущей на изготовление прибора пове
ностью в 1 экм. Листотрубные радиаторы возможно применять68обычной и перегретой воде, так как стальной лист не находится в
непосредственном контакте с теплоносителем.Нагревательные приборы из ребристых труб. В системах отоп¬
ления промышленных зданий обычно применяют чугунные ребри¬
стые трубы с круглыми ребрами (рис. III.2).Таблица III.2Основные технические характеристики чугунных ребристых труб
с круглыми ребрамиДлина,
м мВ-нутреннийПоверхность нагрева
одной грубыМассаЕмкость трубы,диаметр
трубы, ммММм2экмтрубы, кгл10007017521,38353,8515007017532,0752,55,7520007017542,75707,70Примечание. Величины в экм указаны при установке ребристых труб в один ряд.
Для случаев расположения их в два ряда вводят поправочный коэффициент 0,95, а в три
ряда — 0,85 ввиду снижения в этом случае их теплоотдачи.Ребристые трубы отливают из серого чугуна. Ребра на трубах
увеличивают поверхность нагрева и понижают температуру поверх¬
ности нагрева. Поскольку теплоотдача ребрами происходит с обеих
сторон, при определении поверх¬
ности нагрева ребристых труб в
расчет принимают обе поверхно¬
сти каждого ребра.Основная техническая харак¬
теристика чугунных ребристыхтруб приведена в табл. Ш.2.	Рис- ш-3' Рег“тхрт^бгладких сталь'По сравнению с чугунными ра¬
диаторами ребристые трубы име¬
ют следующие преимущества: относительно малую стоимость, срав¬
нительно высокое тепловое напряжение металла (0,27 ккал/кг-чХ
град, т. е. выше, чем у радиаторов современных конструкций). Од¬
нако невысокие санитарно-гигиенические 'качества (наличие ребер
затрудняет очистку их от пыли) не позволяют рекомендовать ус¬
тановку ребристых труб в жилых и общественных зданиях.Нагревательные приборы из гладких стальных труб. Такие при-
°оры в одних случаях применяют без какого-либо конструктивного
оформления, например для обогрева фонарей верхнего света в про¬
мышленных предприятиях и некоторых общественных зданиях; в
других случаях нагревательные приборы из стальных труб изго¬
товляют в виде регистров (рис. III.3) или иного конструктивного69
Нагревательные приборы из стальных труб удовлетворяют теп¬
лотехническим, санитарно-гигиеническим и эстетическим требова¬
ниям, но экономически они менее целесообразны, поскольку сталь
всегда дороже чугуна и, кроме того, срок амортизации стальных
приборов значительно меньше срока амортизации чугунных нагре¬
вательных приборов.Нагревательные приборы из стальных труб выдерживают высо¬
кое давление теплоносителя (до 15—20 ат).Конвекторы. Гак называют нагревательные приборы из сталь¬
ных труб с ребрами из листовой стали. Одни из них — конвекторы
плинтусного типа (рис. III.4, «) можно размещать по всей длинеР•Ф-Ф-Ы/Л-Рис. III.4. Конвекторы:а — плинтусного типа с замкнутым оребрением; б — настенный конвектор «Комфорт Н-3»;
в — схема конвектора с кожухом; / — нагревательный элемент; 2 —кожух; 3 — воздушныйклапаннаружной стены (в соответствии с расчетом). Они состоят из двух
конструктивных элементов: труб диаметром 15—20 мм и замкнуто¬
го оребрения, изготовляемого из листовой стали толщиной 0,7 мм.
Шаг оребрения составляет 20 мм. Элементы изготовляют различнойдлины: от 0,75 до 1,75 м.Конвекторы можно комплектовать в одно-, двух-, трехрядные
отопительные приборы. Замкнутая форма оребрения по сравнению
с обычным оребрением обеспечивает более интенсивный теплооб¬
мен за счет повышенной скорости движения нагреваемого воздухав каналах оребрения.К преимуществам конвекторов относят высокие экономическиепоказатели: масса 1 эквивалентного квадратного метра почти в
2 раза меньше, чем у стальных штампованных панелей, и в 4 раза
меньше, чем у чугунных радиаторов. В табл. Ш.З приведена ха¬
рактеристика конвекторов плинтусного типа КП без кожуха с ореб-ренной стальной трубой.Наибольшее применение получили конвекторы с кожухом (рис.
III.4, б). Кожух устраивают из листовой стали или других материа¬
лов с клапанами для регулирования теплоотдачи. Конвекторы С
кожухами могут быть низкими, подоконными и высокими. В каче¬
стве нагревателя в них применяют одно-, двух- и четырехтрубные70Таблица Ш.ЗКонвекторы плинтусного типа КП без кожуха с оребренной трубы ^ = 15 ммчмековзиио показа 1еляВы.' гп. мм	Гл'.	(ширина), ммДли яд секции, мл . ..Масел элемента, кг .
Пол.^хносгь нагрева,Поверхность
(одкорялная
ка), ж. 1 ....нагреваустанов-Тяп конвектора15КГ115КП15КП15КП607502,60,550,346010003,40,730,46806012504,20,950,6■ 80
60
1500
5,01,140,780601750■5,91,370,86элементы. Воздушный клапан позволяет регулировать скорость
проходящего воздуха и снижать теплоотдачу до 50%.Высота кожуха к (см. рис. Ш.4, в) способствует увеличению
скорости воздуха проходящего через конвектор и тем самым увели¬
чению тенлосъема.Применяют также чугунные конвекторы, отливаемые в виде от¬
дельных секций, собираемых на фланцах. Чугунные конвекторы помассе и стоимости на 10—20%' экономич¬
нее чугунных радиаторов типа М-140.Неметаллические нагревательные при¬
боры. К ним относят, в частности радиа-ис. III.5. Керамический
Радиатор с трубчатымтеплообменником:Рис. 1116, Схема бетонной ото¬
пительной панели/ _трехчодозоннапогшитольпыРйзи.чойля ?фСпетля; окран: 2 —
края; 3 —
роока; 4 — грею-- рзлиагорскуЫ П3 ФаРФ°Ра- Н° несмотря на высокую санитарно-гигиениче-
тРУднпгЦеНК^ °НИ Не П0ЛУЧИЛИ широкого применения. Причина —мичДН0С,ТЬ нзг/?товлення и Достижения плотного соединения кера-
есккх приборов с металлическими трубопроводами.С-ЩС \ЮНРР ПОГПГ\ЛЛт«	с-ще менее распространены радиаторы из пл^™Ч^С™^Лд05мен.ческих масс, обогреваемые закрытым поверхнос ■ используется
ником (рис. III.5). В качестве теплоносителя здесь испол у
вода, в том числе перегретая, реже пар.71
Бетонные отопительные панели. Эти приборы представляют со¬
бой плиты с заделанными в них змеевиками из стальных труб
(рис. 111.6). Применение бетона объясняется тем, что теплоотдача
от металла к бетону идет более интенсивно, чем от металла к воз-
ду.ху (практически неподвижному). Нанесенный на металлическую
трубу слой бетона, несмотря на понижение температуры наружной
поверхности прибора, увеличивает поверхность его теплоотдачи, и
теплоотдача змеевика после заделки в бетон может даже увеличи¬
ваться.§ 9. РАСЧЕТ ПОВЕРХНОСТИ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВПоверхностью нагревательных приборов называют всю поверх¬
ность, находящуюся в контакте с воздухом помещения.В нагревательном приборе через его стенки происходит тепло¬
обмен между протекающим внутри прибора теплоносителем (на¬
гретая вода, пар) и окружающей средой.Уравнение теплового баланса нагревательного прибора имеетследующий общий вид:<31 = (32,где и С?2 — соответственно внутренний и внешний теплообмены
нагревательного прибора или тепло, получаемое прибором от теп¬
лоносителя и отдаваемое воздуху помещения.Коэффициенты внутреннего и внешнего теплообмена можно оп¬
ределить с помощью безразмерных формул.Для колончатого радиатора теоретически можно определит
упомянутые выше коэффициенты теплообмена способом, описа№ным ниже.Внутренний теплообмен. Коэффициент теплообмена между теп'
доносителем и стенкой для вынужденной конвекции определяют и
уравнения подобия:N11 = Л КежРг^Огж1 (Ргж/Ргс)0'25,	(Ш.2где N11, Ке, Рг, Ог — критерии соответственно Нуосельта, Рейнольд^са, Прандтля и Грасгофа.	.Индексы «ж» и «с» означают, что физические свойства выби.рают по средней температуре жидкости и стенки соответственно.Коэффициенты А, п, I при ламинарном движении жидкоститрубах принимают равными: Л = 0,15; п = 0,33; / = 0,43.После нахождения по формуле (Ш.2) численного значения Nможно определить коэффициент внутреннего теплообмена аБ:№ =	а =М±.,	(III.где (1 в — внутренний эквивалентный диаметр колонки радиатор
Ят — коэффициент теплопроводности стенки прибора.72Внешний теплообмен нагревательного прибора характеризуется
теплоотдачей конвекцией ак при свободном движении воздуха за
счет температурного напора и теплопереноса лучеиспусканием ал.Коэффициент конвективного теплоперехода определяется крите¬
риальны м ур а в ие ни е м1Чи = с (Ог-Рг)",	(111.4)где с и п определяют в зависимости от величины Ог-Рг.Определив N11, находим ак:аК"^тМи : й'и,	(III.5)где Ап — наружный эквивалентный диаметр колонки радиатора.Коэффициент теплоотдачи излучением а.п можно определить по
формулегп + 273 \4 / + 273 \4ч	100 / V Ю0 ,	...... --ес0	7~	(Ш-6)М1где г— степень черноты тела; со — коэффициент лучеиспускания
абсолютно черного тела, равный 4,90 ккал/м2-ч-К4; /'п—температура
поверхности нагревательного прибора; — температура окружаю¬
щей среды; ф — средний угловой коэффициент или коэффициент
облученности. Минимальное значение ф имеет при расположении
теплоотдающих поверхностей со значительным взаимным облуче¬
нием, например для радиаторов можно принимать ф = 0,5.Полный коэффициент теплоотдачи внешней поверхностью на¬
гревательного прибора будет равенан=«к + ал-Тогда коэффициент теплопередачи к нагревательного прибора
определится по формулеав 4" йн(Ш.7)Методика определения поверхности н р К0ЭА,фициента теп-
В настоящее время теоретическое определен■	атъ надежныхлопередачн нагревательных приборов пока н 1	м ояда факто-результатов ввиду сложности учета расчетны^ у
ров, в частности конструктивных особенностей пр Р' ■ поверх.Вследствие этого за базовую величину при определеиии поверх^
ности внешней теплоотдачи нагревательных прио Р° Р„тальнымкоэффициенты теплопередачи, определенные эк р ‘
путем.	^Коэффициент теплопередачи нагревательного приоора опр д
ляют по известной формулек 3	=	:	, (111.8)Япр 3/ав-|-5/А4- 1/^н73
где Япр — общее сопротивление теплопередаче от теплоносителя:
через стенку прибора в отапливаемое помещение; 1/ав = /?в—со.
противление теплообмену у внутренней поверхности стенки приба--
ра; б/Я = ^т — сопротивление теплопроводности стенки; 6 — толщи-С
на стенки; % — коэффициент теплопроводности стенки; 1/а„ = /?а_4'
сопротивление теплообмену у внешней поверхности прибора. |
Теоретические расчеты и экспериментальные данные позволяв
ют сделать замечание, что формула (III.8) справедлива лишь в том
случае, когда поверхность внутреннего теплообмена или теплово-
сприятия Рв и внешнего теплообмена или теплоотдачи Рп равны.
В противном случае, если Рп>Рв, что обычно наблюдается при на¬
личии у нагревательного прибора оребрения, величины /?в и Нп по :
лучают следующий вид:Наиболее высокий коэффициент теплопередачи имеют те на.
гревательные приборы, у которых отношение Ри:Рвт\. По этой
причине коэффициент теплопередачи ребристых труб меньше, че
гладкостенного прибора, так как Рп-Рв много больше 1,0.Коэффициент теплопередачи нагревательного прибора завися
от величины температурного напора, равного разнице температу
теплоносителя (?п поверхности прибора) и температуры воздух
помещения; чем больше эта разность, тем выше коэффициент тепло:передачи прибора.	‘. Коэффициент теплопередачи одной горизонтально проложеннО
трубы больше, чем у прибора-регистра, состоящего из нескольки.
труб, расположенных параллельно друг над другом. Объясняете'
это тем, что воздух, поднимаясь от труб вверх, нагревается, бла^о'
даря чему разность температур поверхности прибора и окружающей
го воздуха уменьшается, следовательно, снижается и величина ко.
эффициента теплопередачи регистра. Так, при А/ = /п—^в = 64,5° ,
коэффициент теплопередачи одной ребристой трубы к = э, дву^
труб /с=4,5 и трех труб, расположенных друг над другом"к = 4 ккал/м2-ч-град.По этой же причине коэффициент теплопередачи низкого радиа.
тора имеет большее значение, чем у высокого.Величина теплопередачи нагревательного прибора зависит о
целого ряда факторов, отражаемых поправочными коэффициентам
Рь ^2, Рз, ^4 и Рб, которые учитывают при определении поверхност
нагревательных приборов и величин теплоотдачи. Поправочны
коэффициент Р) учитывает способ установки нагревательного при
бора. Экспериментально установлено, что коэффициент теплс-отда
чи прибора зависит от условий его установки; с возрастанием ско
рости строго направленного потока воздуха около нагревательног
прибора коэффициент теплоотдачи увеличивается, что учитываете
поправочным коэффициентом РьПоправочный коэффициент р2 учитывает влияние остывания в'
ды в трубопроводах. Целесообразность введения этого коэффицй74-остопт в следующем. Все нагревательные приборы, установ-
ент^е в здании, рассчитывают на одну и ту же температуру теп-
леи0^теля. Фактическая температура теплоносителя воды зависит
Л° расстояния, на котором установлен каждый нагревательный
от01б-, от источника тепла. Имеется в виду, что теплоноситель,
вигаясь по трубопроводам и отдавая часть своего тепла воздуху
помешення, где проложены трубы, снижает своютемпературу.Очевидно, что в системах с верхней развод-
коп поправочный коэффициент на поверхность
прибора будет возрастать сверху вниз (т. е. од¬
новременно с увеличением длины пути движения
теллоноептеля), а в системе с нижней развод¬
кой — наоборот.В системах с естественной циркуляцией попра¬
вочный коэффициент на охлаждение еоды в тру¬
бопроводах соответственно имеет более высокие
значения, чем для насосных систем. Последнее
объясняется относительно большими диаметра¬
ми трубопроводов и меньшими скоростями воды
в системах с естественной циркуляцией и, следо¬
вательно, большим остыванием воды в трубах.Поправочный коэффициент на количество сек¬
ций Рз в радиаторах вводят в основном при рас¬
чете нагревательных приборов водяных систем
отопления. Введение коэффициента р объясняет¬
ся тем, что'теплоотдача секций нагревательного
прибору неодинакова. Крайние две секции нахо¬
дятся з лучших условиях для отдачи тепла луче¬
испусканием. У средних секций происходит вза¬
имное облучение. Следовательно, величина коэф¬
фициента Рз будет зависеть от отношения 2 : п,
где 2 — количество крайних секций; п — общее
количество секций в приборе. С уменьшением
этого отношения (при увеличении количества
секции в приборе) коэффициент р3 будет возрас¬
тать (при числе секций от 11 до 20 рз—1, 05, при числе секций бо¬
лее 20 р.з = 1.1).Поправочный коэффициент р4 учитывает способ присоединения
радиатора к трубопроводам системы отопления. В настоящее вре-
я применяют схемы присоединения приборов к стоякам систем
отопления, показанные на рис. Ш.7.и «ени”\0еД1шеш,е радиаторов по схеме «снизу вниз» (рис. Ш.7, в)
реда'-’3' ввеР'х>> (Рис- П1.7, г, д) уменьшает коэффициент теплопе-
«свеп'-'-П0 Сравнению.^ радиаторами, присоединенными по схеме
ситечя’ Вьпз>> (РИс- 1П.7, а, б), при неизменном расходе теплоно-ного 0оПтР„аоВсОЧНЫ" к?эФФнциент Рб зависит от расхода (представлен-
ительной величиной) теплоносителя, точнее от скорости75а)СЗШ5)Рис. Ш.7. Схе¬
мы присоедине¬
ния радиато¬
ров к стоякам
систем водяно-
■ го отопления:а н б — сверху
вниз; б —синзу
вниз; г и д —
снизу вверх
теплоносителя, в элементах нагревательного (колонках секций)
прибора.Кроме того, величина расхода теплоносителя влияет на равно¬
мерность температурного поля на внешней поверхности прибора.Потребную поверхность Р нагревательного прибора водяных
систем отопления в м2 определяют по уравнениюр=<9-.^}Ы±, • ' (шло)К \ ‘ ;р	?4? 5где С}— количество тепла, отдаваемое прибором (соответствующее
расчетным тсплопоторям отапливаемого помещения); С)гр — тепло¬
отдача труб, находящихся в одном помещении с прибором; к — ко¬
эффициент теплопередачи прибора данного тина, определяемый в
зависимости от вида теплоносителя, разности средней температуры
теплоносителя и температуры воздуха помещения; (пр — средняя
температура теплоносителя, принимаемая при расчете нагреватель¬
ных приборов водяных систем отопления разной, 	 ^1+^2'* « ' ’где 1\ и 12 — температура воды соответственно в подающей Л и об¬
ратной ^2 подводках нагревательного прибора; [5], Рг, рз, (^4, р5 —
поправочные коэффициенты (см. прилож. 2, 5, 6, 7 и табл. 111.4).При расчете нагревательных приборов паровых систем отопле¬
ния низкого давления (/?<0,7 кг/см2) 1ар принимают равной темпе¬
ратуре насыщения пара.Поверхность нагревательных приборов Госстрой СССР в
1957 г. рекомендовал определять в эквивалентных квадратных
метрах (экм).Одним из критериев технико-экономического анализа при выбо¬
ре нагревательных приборов для систем отопления данного объек-,
та служит масса 1 экм прибора. Эквивалентным квадратным мет¬
ром называют условную поверхность нагревательного прибора с
теплоотдачей 435 ккал/ч при разности средней температуры тепло¬
носителя и воздуха помещения Аг'Пр = 64,5°, расходе воды 17,4 кг/ч,
стандартной (открытой) установке и подаче теплоносителя по схе¬
ме «сверху вниз».Учитывая изложенное, поверхности Р нагревательных приборов
водяных систем отопления в экм определим по формуле(III.11)где <2— расчетное количество тепла, отдаваемое прибором, ккал/ч;
Рь Р>2, |3з — поправочные коэффициенты, которые, как отмечалось
выше, учитывают; Р1 — способ установки прибора (см. прнлож. 2);
р2— охлаждение воды в трубопроводе (прилож. 5); (З3 — влияий
количества секций при установке радиаторов (см. прилож. 6);—	поверхность открыто проложенных трубопроводов, отдаю¬76щих тепло в помещение, в котором устанав тивяр-глс „
прибор, экм; д-, (прилож. 10) — теплоотдача ити П1агревательнЬ1Й
го потока на 1 экм нагревателнього прибора иЛ?//°СТЬ т®плов°-
поправочный коэффициент, который учитывает сппг ^ч'экм)» & —
ння нагревательного прибора к подводкам- й _ со6 ^рисоедине-
отдачу расхода (или скорости) теплоносителя влиянпе на тепло-Теилсотдачу или плотность тептоппт .
ляют по формуле	‘	оюка на ] экм опреде-<7э == лгд/,1111.12)де к — коэффициент теплопередачи нагревательного прибора с
учетом р4, ккал/ч-экм • град (Вт/экм-град); Д^пр — разность между
еднеГ; температурой теплоносителя в нагревательном приборе и
температурой воздуха помещения.При изменении расхода теплоносителя в приборе теплоотдача
его может оставаться постоянной только при условии изменения в
нем перепада температур теплоносителя, т. е.дэ = ОсМ,	(III. 13)где С — фактический расход теплоносителя, кг/(ч-экм); с — удель¬
ная теплоемкость теплоносителя, ккал/кг-град; Д/ = /Бх—^выx — пе¬
репад температур теплоносителя в нагревательном приборе; /вх и
<вых — температуры воды, входящей в прибор и выходящей из него.Поправочный коэффициент на способ присоединения нагрева¬
тельного прибора р4 принимают равным: при подаче воды сверху
вниз р4=1; снизу вверх р4=0,78; снизу вниз 04 = 0,9.Влияние расхода С теплоносителя на теплоотдачу нагреватель¬
ного прибора определяют по его относительному значениюО	пили и„„^ОТН17,417,4Д^с(Ш. 14)где С — фактический расход воды в приборе, кг/(экм -ч); 17,4
нормальный расход воды, кг/ч; = —^вы*; с — удельная тепло¬
емкость теплоносителя, воды.Величины поправочного коэффициента Рэ, выражающего за
симость теплоотдачи нагревательного прибора от расхода О.
приведены в табл. Ш.4.зави-отн,Таблица III.4Поправочный коэффициент р5 на изменение относительного расхода воды,
протекающей через радиатор0,30,40,50,6Р50,860,890,910,930ОТ‘ГРа0отн0,70,9541,040,80,9751,050,90,9961,055117 и >1,0631,0377
При расчете поверхности Р нагревательных приборов в экм п$
ровых систем отопления применяют формулу	%Р=0Ък__Р	(Ш.15Чэгде р! и Рз — поправочные коэффициенты те же, что и применяем
при расчете водяных систем отопления; д., — теплоотдача прибор-1
вычисляемая по формуле (111.12); значение с\3 принимают
прилож. 10.Учет полезной теплоотдачи трубопроводами. Определяя поверх
ность нагрева приборов, устанавливаемых в помещении, следуй
учитывать тепловыделение в помещении открыто приложенных тр~*
бопроводов (магистралей, если они прокладываются в отаплива '"
мом помещении, стояков, подводок к нагревательным приборам1"
Для случаев скрытой прокладки трубопроводов их тепловыдел
ние не учитывают.	\Тепловыделения от трубопроводов систем отопления следу-'
учитывать в тех случаях, когда они составляют более 5% от тепло*
потерь помещения. Для квартирных водяных систем отопления
естественной циркуляцией тепловыделения от трубопроводов нужн
всегда определять ввиду необходимости тщательного установлен^
температуры теплоносителя в трубопроводах для выявления расп ’
лагаемого давления.	!■Количество тепла (2Т, отдаваемое открыто проложенными н_
изолированными трубопроводами, определяют по формуле<Эт~Р'кт(;т — *в)'р,(III.1С±ч = мИкт (/т — /в)ср,где Р — наружная поверхность трубы, м2; ё — наружный диамет
трубопровода, м; /—длина трубопровода, м; кт — коэффициент
теплопередачи труб, ккал/м2•ч-град; при теплоносителе воде кт
= 11 —12,5 ккал/м2-ч-град; при паре низкого давления кт
= 13 ккал/м2-ч• град; ^. — температура стенки трубы, принимаема;
равной температуре теплоносителя, град; /в — расчетная температу¬
ра воздуха помещения; ф — коэффициент, характеризующий усл~
вня изменения теплоотдачи в зависимости от места расположена
трубопровода в помещении, принимаемый по табл. III.5.Таблица III-V -0,Ж
(1,25Расположение трубопроводаРасположение 'Iр\-б'>пров_)дав помещении9в помещенииПолводка к приборам и с цеп¬Стояки	ки 	1,00Трубоп поводы. проложен¬Трубопроводы, проложен¬ные V потолка	ные \- пола	0,7578Потери тепла изолированными трубопроводами определяют в
ккал/ч по формУлеОт=лсИкт (/т — /„) (1 — Лиз) ср,(111.17)ь-пэсЪсЪициент полезного действия тепловой изоляции тру-
где Ли:*	цАг-т ппинимаемыиПлтапи тспта неизолированными труоопроводами различных
д1,а^в Указана в таб.,. Ш.6.^	Таблица 111.6Потери тепла неизолированными Трубами длиной 1 м при /т — <в = 1°, ккал/чВнутреннийдиа-15,7521,252735,7415367,570100125150207Теплопотери,д .0,780,971,221,541,752,092,512,533,44,235,067,19При пользовании этой таблицей потери тепла трубопроводами
водяных систем определяются с достаточной для практики точ¬
ностью по формуле<2т = ^(/‘1-/У(1-Лиз)<р,	(Ш. 18)где с/ — потери тепла поверхностью неизолированной трубы длиной1 м при 1°.Как видно, окончательно определить поверхность нагрева при¬
боров при учете потерь тепла трубопроводами можно только после
проведения гидравлического расчета трубопроводов системы отоп¬
ления.Расчетную теплоотдачу приборами определяют по формуле<?пр = <?-<?„где <ЗпР — расчетная теплоотдача нагревательных приборов с уче¬
том потерь тепла трубами, ккал/ч; 0 — потери тепла ограждениями'
отапливаемого помещения, ккал/ч; фт— теплоотдача трубами, про¬
ложенными в отапливаемом помещении.Теплотехнические характеристики нагревательных приборов
получают экспериментальным путем. Обработка эксперименталь¬
ных данных позволила составить формулы по определению коэффи¬
циентов теплопередачи и значение величин теплоотдачи, отнесен¬
ных к 1 экм для различных видов и типов нагревательных приборов,
кот ЗК’ коэФФИцнент теплопередачи к секционных и панельныхл»„"1«НЧаТ.Ь!х РаДиаторов при теплоносителе воде определяют по фор¬
муле в общем виде "/ Оотн УI г I111.19)ГД0= ?срэкспеРи-меитальные численные показатели; Аг0р =
в Разность между средней температурой воды в приборе79
и температурой окружающего воздуха /в; 0ОТн — относительный'
расход воды в приборе —отношение действительного расхода воды-
к условно принятому и равного для радиаторов 17,4 кг/(экм-ч);
Р— расчетная площадь нагревательной поверхности радиатора,1
экм.Соответственно изложенному плотность теплового потока на1	экм площади нагревательной поверхности для радиаторов сек¬
ционных и панельных колончатых при теплоносителе воде можно'
представить в виде<73=-^-Д/ср”,	(Ш.20)урргде ф — поправочный •коэффициент для учета расхода воды и схемы-
присоединения нагревательного прибора; Ш\ — одно из эксперт,
ментальных значений коэффициента пг, принятое за базовое для;
различных схем: присоединения какого-либо прибора.В табл. Ш.7 приведены эмпирические формулы, полученные на:
основе формул (111.19) и (Ш.20) для определения коэффициентов
теплопередачи и плотности теплового потока на 1 экм площади
нагревательной поверхности для радиаторов секционных и панель-'
ных колончатых при теплоносителе воде.Таблица 1П.7Плотность теплового потока на 1 экм нагревательной поверхности
нагревательных приборовВид и тип нагревательного
прибораСхема присоединения
подводок к приборуРасчетная формак, ккал/(ч-экм грал)дэ, ккалДэкм- ч)Радиаторы чугун¬
ные секционные ко¬
лоти «лончатые < I
РСверху вниз
Снизу вниз
Снизу вверх1.79Д^3Ч°-233,28Д^-15Оо0-°31,98Д^24Оо0-°н7г>89 л 32
{ср?3,85 » ,5—1	ДГ’? СР2,27 , ,4
Дг’<р СР^отн . -
рСверху вниз
Снизу вниз
Снизу вверх1,89Д^323,85Д4152,27Д^р241,89Д^323,85Д^’152,27Д^р24Значения идентичных формул для определе«ия к и при -рас¬
чете других видов нагревательных приборов помещены в справоч¬
нике [18].Формулы вида (111.19) и (Ш.20) целесообразно применить для
расчетов на ЭВМ.Пример III.1. Определить поверхность нагрева радиатора
М 140-АО, установленного в жилой комнате (/В=18°С), располо-
еннон во 2-м этаже двухэтажного дома. Тепловые потери ограж¬
дениями комнаты—1100 ккал/ч. Система водяная двухтрубная с
Депхней разводкой, естественной циркуляцией (см. рис. IV.2); тем-
е ‘атурный перепад в системе 95—70°. Прокладка трубопроводов
открытая, поэтому учитываем как полезную теплоотдачу труб. Го¬
рячая вода поступает через верхнюю и удаляется через нижнюю
пробкг («сверху вниз»).Решение. Определяем поверхность нагрева прибора в экм по
формуле (III.11)р __ ФРАРз 	р<Ьр4?5	ТР’где Р1 — коэффициент на способ установки прибора; по прилож. 2
р, = 1,02; р2 — коэффициент, учитывающий снижение температуры
вследствие остывания ее; по прилож. 5 (32 = 1; Рз — коэффициент на
количество секций, определяемый ниже; р4 — коэффициент на спо¬
соб присоединения подводок к прибору; р4 = 1; |35 — коэффициент,
учитывающий влияние расхода воды на теплоотдачу; так как |35 =
= /(00тп), Оотн определим по формуле (111.14)0		 ?э 	 435		^отн 17,4Д(с 17,4 (95 - 70)-1~При СОТП — 1 коэффициент р5=1 (прилож. 7).Определяем поверхность полезной теплоотдачи открыто проло¬
женных труб Р-гр, пользуясь прилож. 9.В помещении, где установлен прибор, проходят две подводки к
приоору с1=\5 мм длиной каждая в 1 м, горячий стояк (1 = 25 мм с
%=2,1 м; то же, й = 20 мм с / = 0,6 м; то же, часть стояка обратного
(1 = 20 мм с / = 0,1 м./\р = (0,12 + 0,12) 1 + 2,1 -0,1 + (0,6 + 0,1) 0,08 = 0,51 экм.После подстановки найдемР = —100 1,02 ■ 1 - 0,51 = 2,07 экм.
4оо.1-1Огпределим количество секций без учета коэффициента |3з/г = ^=5,92,0,35где 0 Зт	экм ’ поверхиость нагрева одной секции радиатора М-140-А0,прилож. 6 при числе секций 6 коэффициент (З3 = 0,99. Тогда
« = 5,92-0,99 = 5,88.
ановке прнимаем прибор из 6 секций радиатора М-НО-АО.81
§ 10. ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА ПОВЕРХНОСТИ НАГРЕВА ПРИБОРОВ
В ОДНОТРУБНЫХ СИСТЕМАХ ОТОПЛЕНИЯРасчет нагревательных приборов однотрубных систем с замы¬
кающими участками. Если в двухтрубных системах среднюю тем-:
пературу теплоносителя в нагревательном приборе /пр принимают,
одинаковой для всех приборов системы, то в однотрубных системах
средняя температура теплоносителя каждого на
приборов неодинакова, и ее требуется определять
расчетом.Рассмотрим элементарную схему однотрубной'
системы отопления с замыкающими участками
(рис. III.8). Из этого рисунка следует, что тем--.
\ пература поступающей воды в прибор и выходя’-?
щей из него неодинакова для каждого из при-;:
боров.Температуру воды, циркулирующей по стоя-!
ку, определяют следующим образом. Обозначим?
начальную температуру воды, поступающей в‘
_	стояк, /г и конечную /о. Тогда количество водыйС с г, циркулирующей по стояку, определится
—Гу~| кг/ч из выраженияп 01 + 02 + 0^ __ 20°0 I
	1С ((Г — (о)(Ш.21ХРис. III.8. Схе¬
ма однотруб¬
ной системы
отопления с за¬
мыкающими
участками к
расчету поверх¬
ности нагрева
нагреватель¬
ных приборовгде <5/, СЬ п фз — теплоотдача соответственнс1,	2 и 3-го приборов стояка (сверху вниз); с —*
теплоемкость воды, принимаемая равной 1. :
Пройдя через прибор / (рис. 111.8} и частичг
но мимо него по замыкающему участку стояка"
вода, смешавшись, приобретет новую температур
ру, причем (2<Иг вследствие потери тепла водо*в приборе 1.	■ -Напишем новое уравнение для определений
количества воды, циркулирующей по стояку: *	 01^СТ ^г—^2Приравняв уравнения (111.21) и (111.22), получим111.22/откуда^201	(^г ~~ (р)10.(III.24^Рассматривая теперь температуру ^ как входную для прибор,2,	будем иметь^ <? _ & .	(111.25-IО(■2 ~ кЗаменив в уравнении (111.25) /2 его значением из уравнения
(III.24), получим значение /4:(01 + О2) (^г — (о)/4=-/г10Ана югично этому расчету можно определить температуру воды
в любой точке однотрубного стояка, к которому присоединено лю-кошчество нагревательных приборов:(01 + Оз — • ■ • + Ол) (Л--*о)20(111.26)где С . СЬ-	—теплоотдача каждого из нагревательных при¬боров' расположенных выше точки сливания воды из прибора п
(по порядку сверху) в стояк; 2(2— общая теплоотдача всех нагре¬
вательных приборов данного стояка.Из рассмотрения приведенных выше уравнений видно, что рас¬
пределение температур воды по однотрубному стояку с замыкаю¬
щими участками зависит от начальной температуры /г, перепада
температур в стояках (/г—М, распределения тепловой нагрузки по
отдельным этажам. Это означает, что при различной теплоотдаче
нагревательных приборов по каждому из стояков системы (даже в
случае, когда 2ф будет одинаковой) температуры воды соответст¬
вующих участков стояков будут неодинаковыми.Из уравнения видно, что температура смеси воды (2, и, ■■■, 1п не
зависит от температуры воды, выходящей из нагревательных при¬
боров. Из рис. III.8 и формул следует, что температуры /г, ^2, к
означают и те температуры, с которыми вода входит в нагреватель¬
ные приборы.Перейдем к определению температуры воды при выходе из при¬
бора ,'Вг.:х:^вых ^вх	ИЛИ ^вых==^вх ' ^пр’	(111.27)где /в!; — температура воды, входящей в прибо-р; (Зпр — теплоот¬
дача прибора; Опр — .количество воды, проходящей через прибор;пр температурный перепад воды в приборе; с — теплоемкость
воды, равная 1.0„9=иОст,	(111.28)где а коэффициент затекания воды в прибор; Сст — количество
воды, циркулирующей через стояк:« = 7^;	(111.29)с пОсОпрПОсаО,ст(111.30)(111.31)
Определим далее среднюю температуру воды в приборе /пр:и^вх + ^впх ^пр)>гр-Л/нр(Ш.32)Тогда поверхность нагрева приборов однотрубных систем водя¬
ного отопления с замыкающими участками можно определить в м2
по формулеР--Г Г^ВЫХгде (2п — теплоотдача нагревательного прибора, установленного на
п-м этаже; кп — коэффициент теплопередачи нагревательного при¬
бора на п-м этаже в зависимости от температурного перепада/ и -г п„,х	^ где ^ ^ — температуры воды, входящей1ГРис. III,9. Схе¬
ма однотруб¬
ной проточной
системы к рас¬
чету поверх¬
ностного на¬
грева отопи¬
тельных при¬
борови выходящей из прибора, установленного на
п-м этаже.Расчет нагревательных приоорос проточ¬
ных однотрубных систем отопления. Рассмот¬
рим элементарную .схему однотрубной проточ¬
ной системы отопления (рис. III.9).Из рисунка видно, что температура воды,,
поступающей в прибор и выходящей из него,
неодинакова для каждого из приборов.Расчетом, аналогичным приведенному вы¬
ше, определяем количество воды; циркулиру¬
ющей по стояку,Ост= 91 + 9а + 9з . = _М_ , (а)<и — (о	(огде (^и (^2, С?з — теплоотдача каждого из при¬
боров стояка 1, 2, 3 соответственно сверху вниз;
/г — начальная температура воды, поступаю¬
щей в стояк; 10 — конечная температура воды
в стояке.Из рис. III.9 видно, что в однотрубной про
точной системе отопления через каждый нагре
вательный прибор проходит то же количество
воды, что и через стояк, т. е.(б)|Приравняв (а) и (б) друг другу, находим2(1 _ <?1 . *	(?1(*г-*0)84Рассматривая 1\ для прибора 2, как температуру входящей е„ты по аналогии с предыдущим напишем
Л0ГО вид01’^ 	 , 	 (С>1 “Г С?!) (^г — (р) *1'2~гОпределим температуру воды в любой точке однотрубного стоя-
к которому присоединено любое количество нагревательныхКЗ, Ь.	Iпрпоор°в,	<д, + (32 + • • • + 0„)((,- („)	30	■	11 'где (,'г О?' ••• > — теплоотдача всех нагревательных приборов,
вктючая п-й, после которого требуется определить температуру
воды.Поверхность нагрева приборов однотрубных проточных систем
водяного отопления определяем в м2 по формулеР=	ОлЁЙЁз	 )	(111.35;где С)п — теплоотдача нагревательного прибора, установленного на
п-м этаже; кп —коэффициент теплопередачи нагревательного при¬
бора на п-м этаже, зависящий от температурного перепада2 ^—^в) ’	^п-1 — температура воды, поступающей вприбор; 1п — то же, воды после прибора; ^в — расчетная температу¬
ра помещения.Расчет конвектора. Поверхность нагрева конвектора в экм опре¬
деляют по формулер	 0?2435<р1<р2'Рзгде (2 — требуемая теплоотдача конвектора, ккал/ч; ф1 — коэффи¬
циент,^ зависящий от изменения температурного напора; при Д/ =
= 04,5° С ф 1 = 1; ф2 — коэффициент, учитывающий изменение массо¬
вого расхода теплоносителя; при 0 = 300 кг/ч ф2 = 1; фз—коэффици¬
ент, учитывающий число устанавливаемых рядов конвекторов по
высоте; р2 — коэффициент, которым учитывается остывание воды в
трубопроводах.Конвекторы можно устанавливать друг над другом в два, три
и четыре ряда (фз).высо нвектоРы «Аккорд» устанавливают по расчету в два ряда по
тЬ1реТрядаГ'"ПНЫе ПЛШ1ТУсные конвекторы ЛТ-10 — в два, три п че-Установкл'6”	Пробуется рассчитать нагревательный прибор П, имея в видупг>оложрниГ,ОНВек1°1:1а «Комфорт». <5пР = 650 ккал/ч за вычетом тепла от открыто" ТмтеРат-ТРУ	С-^вых = 82 •>= с теплон°™теля в однотрубной системе отопления ^вх = 89,5°С>. насчет ведем по данным [21].
Решение. Определим температурный напор89,5	4 82,2М =	— — 18 = 67,85°.2При этом согласно [21] ср: = 1,07.Расход теплоносителя 108 кг/ч, при котором ф2 = 0,93, р2=1.Определяем поверхность нагрева конвектора Рг О?2	650-1г =	= 	—	= 1 ,о экм.43о?;92'?з 43о•1,07-0,93-1Принимаем к установке конвектор типа «Комфорт Н-8», длиной 1110 мм,
/'=1,64 экм с шагом пластин 7,5 мм.	'Коэффициент фз=1, так как эти конвекторы устанавливают в один ряд.
Определяем величину невязки1,64— 1 ,5—ГГ- -9'3’-что в пределах допустимой величины (±10%).Пример 111.3. Определить поверхность нагрева радиатора М-НО-АО, уста¬
новленного в производственном помещении с теплопотерями 1600 ккал/ч. Систе¬
ма отопления — низкого давления, паровая, с давлением пара 1,1 кг/см2.Температура внутреннего воздуха = 15° С. Прокладка трубопроводов от¬
крытая.Решение. Определим поверхность нагрева в экм по формулеС?пр§13зР =	-Лр,Чъгде Р| — коэффициент на способ установки прибора, равный 1,05.В помещении, где установлен прибор, открыто проложены трубы: стояк -
^=15 мм с 1 = 3 м, подводки с? = 15 мм с /=1,4 м. Тогда по прилож. 9.Гтр = 0,06-3 + 0,12-1,4 = 0,348 экм.После подстановки получим1600Р =	• 1,0о — 0,348 = 2,392 зкм.613Расчетное количество секцийп = 2,392 : 0,35 = 6,82 шт.По таблице прилож. 6 при числе секций 7 коэффициент Рз=1.К установке принимаем прибор из 7 секций радиатора М-НО-АО.
Особенности расчета стальных штампованных радиаторов панельного типа.:Сложность подбора таких радиаторов состоит в том, что требуемая теплоотдача
в помещении обеспечивается не набором стандартных элементов или секций, а
установкой панели определенного типа размера. В связи с этим расхождение.
между теплопотерями помещений и теплоотдачей устанавливаемых в помещении
нагревательных поверхностей допускается в пределах от —4 до +20%. - •
Принципиально же методика расчета поверхности нагрева штампованных
стальных радиаторов не отличается от методики расчета поверхности секционных
чугунных радиаторов.§ 11. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТА БЕТОННОЙ
ОТОПИТЕЛЬНОЙ ПАНЕЛИСопротивление теплопередачи бетонной панели У?тр относят к;1	м трубы, расположенному в ряду труб. Сопротивление при этом-1
зависит от диаметра труб <1, расстояния между ними 5, глубины рас-1'
положения от поверхности Я, коэффициента теплопроводности мае-:861Ш.З6).-7-1 / ') также от того, как отдает панель тепло с одной или сСПоа /-1 а
ттВ\'\ сторон.Термическое сопротивление трубы в массиве (при отводе тепла
с одной стороны, рис. ШЛО) определяют по уравнению2яХ ь я а \ 8 ]_Нар\жиое термическое сопротив¬
ление Йп подсчитывают по формулеV	_ 1а и* •Тогда общее сопротивление теп¬
лопередаче от трубы к окружающей
среде /?Тр будет равноп 	п \ п	37) Рис. ШЛО. К расчету теплопере-'‘Р ^ Г-^н-	I • /	дачи отопительной панелиПример 111.4. Вычислить теплопередачу 1 м трубы односторонней отопи¬
тельной панели (см. рис. ШЛО).Температура трубы ?Тр = 80°С, температура воздуха помещения ^ = 18" С.
Коэффициент теплопроводности массива А=1 ккал/м• ч• град. Коэффициент теп¬
лоотдачи ан = 8,5 ккал/м2-ч-град.Диаметр труб с!= 15 мм; расстояние между осямй труб 5=150 мм, глубина
заложения Я = 25 мм.Решение. Термическое сопротивление трубы в массиве будет равно1К = V- 1,12л/.2 150 / :25
— • -— я Ь 2я
я 15 V 1оОщ-. г* 11п(6,37-к!| 1,05) = 0, ЗСЗ;2яХ(зИ 1,05 = 1,254).Наружное термическое сопротивление трубы1	1. /?„ =	=	: = 0,785.ан5 8,5-0,1оОбщее термическое сопротивление теплопередачеЛ>ти = Ц + #н = 0,303 + 0,785 = 1,088.Теплопередача 1 м трубы в одностороннем массиве80— 18О =	= о7 ккал /м • ч.1,088Средняя температура поверхности панели 1р составит^ -Г (?ЯН = 18 +57-0,785 = 62,6° С.Приведенное решение, однако, приблизительно отвечает дейст-
поГеЛЬН°МУ РаспРеДелению температур в массиве; температура
верхности не будет одинаковой — погрешность возрастает с умень-
снием глубины заложения труб и с увеличением расстояния меж-
их осями.	н87
На практике получил распространение расчет бетонных отопи¬
тельных панелей по составленным на основании эксперименталь¬
ных данных номограммам и графикам. Зная тепловую нагрузку,
температуру теплоносителя и воздуха помещения, выявляют раз¬
меры бетонной панели, нагреваемой трубами определенного диа¬
метра с определенным шагом между их осями. Пользуются также
графиками для определения теплоотдачи 1 м длины в зависимости
от разности расчетных температур и определенных конструктивных
параметров размещения в греющей панели змеевиков труб и т. д,§ 12. ВЫБОР ТИПОВ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ,ИХ РАЗМЕЩЕНИЕ И УСТАНОВКАТипы нагревательных приборов, являющихся важнейшими эле¬
ментами систем отопления, следует принимать с учетом особенно¬
стей конструкций и назначения зданий, сооружений и помещений.При выборе нагревательных приборов, естественно, следует учи¬
тывать архитектурно-конструктивное решение помещения, санитар¬
но-гигиенические требования и технико-экономическую характе¬
ристику приборов.Размещение И установка приборов. Нагревательные приборы,
размещаемые в отапливаемом помещении, должны удовлетворять
следующим условиям: устранять неприятные холодные токи от ох¬
лаждаемых поверхностей ограждения; не затруднять отделку поме¬
щения и его меблировку; исключать отрицательную радиацию и ин¬
тенсивную циркуляцию воздуха, нередко наблюдающуюся в зоне
нагревательных приборов при неправильной их установке. Нагре¬
вательные приборы целесообразнее всего устанавливать непо¬
средственно у наружных ограждений под окнами отапливаемых
помещений. При таком размещении восходящие конвекционные токи
нагретого воздуха от нагревательных приборов препятствуют дви¬
жению охлажденного воздуха, как бы стекающего с холодных на¬
ружных ограждений на пол отапливаемого помещения.Если невозможно установить под окнами требующееся количе¬
ство нагревательных приборов, часть их размещают у наружных
стен или внутренних перегородок.В высоких помещениях нагревательные приборы следует уста¬
навливать друг над другом в 2—3 ряда для ослабления действия
холодных потоков воздуха, падающих с возрастающей скоростью.В помещениях с фонарными покрытиями нагревательные прибо¬
ры, кроме установки их под окнами, размещают обычно в виде
гладких стальных труб иод фонарями для компенсации (полностью
или частично) теплопотерь перекрытием.Предпочтительнее открытая установка нагревательных прибо¬
ров (без ограждений), так как в этом случае обеспечивается более
высокий коэффициент теплопередачи нагревательного прибора и не
затрудняется очистка его от пыли. Ограждения нагревательных
приборов предусматривают по архитектурным соображениям и для
предохранения от ожогов в детских учреждениях.88Имея в виду что теплый воздух всегда поднимается вверх,
, ьшую часть" нагревательны-* приборов — радиаторов в лестнич¬
ки к тетках устанавливают в нижних этажах. Широко применяют
птя отопления лестничных клеток рециркуляционные воздухона-
певатели-конвекторы. Установка их на первом этаже достаточна
11Я отопления всей лестничной клетки.В тамбурах, имеющих наружные двери, сообщающиеся непо¬
средственно с наружным воздухом, нагревательные приборы не
устанавливают во избежание замерзания.ГЛАВА IVГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ
ВОДЯНЫХ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ§ 13. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТАОчень важным для нормальной работы систем отопления явля¬
ется расчет трубопроводов. Этот расчет заключается в выявлении
диаметров трубопроводов, необходимых для перемещения опреде¬
ленных количеств (расходов) теплоносителя в зависимости от рас¬
полагаемого или действующего давления.Принципиально методика расчета трубопроводов систем отоп¬
ления не зависит от вида теплоносителя. Во всех случаях основой
для расчета служат формулы гидравлики. Учитывается, что дви¬
жение среды (воды, пара, воздуха) по трубопроводам (или кана¬
лам) сопровождается потерями располагаемого давления на пре¬
одоление гидравлических сопротивлений: трения и местных сопро¬
тивлении.Потери давления на трение. Потерю давления на преодоление
сопротивлений трения ртр определяют в кг/м2 по формуле'	(IV-))где /„ — безразмерный коэффициент трения; А — диаметр трубопро-
вода, м; I — длина трубопровода расчетного участка, м; V — ско¬
рость движения перемещаемой среды (воды, пара), м/с; у — объем¬
ная масса теплоносителя, кг/м3; § — ускорение силы тяжести, м/с2.Коэффициент трения К не является величиной постоянной для
труоы данного диаметра. Можно считать, что величина Я зависит
°Т ?дЖима движения жидкости и шероховатости стенок трубы.Из гидравлики известно, что возможны два режима движения
^вдкости: ламинарное и турбулентное. Связующей ламинарного и
. Ро\лентного движения является так называемая переходная об-
стп11’ -таминарном режиме жидкость движется равномерными
жени^аМИ П° БСемУ сечению трубы. При турбулентном режиме дви-
ничныйКНДК0СТИ Сложное: в чисти сечения у стенок трубы (погра-
сдой) сохраняется ламинарный режим движения, в ядре89
сечения — беспорядочное продольное к поперечное перемещение
частиц жидкости; при этом имеющаяся шероховатость стенок тру¬
бы может перекрываться, не перекрываться и перекрываться не¬
полностью пограничным слоем жидкости.В случае перекрывания шероховатости ламинарным погранич¬
ным слоем ядро потока будет двигаться как бы только по погранич¬
ному слою, и шероховатость трубы в этом случае на сопротивлен^
движения жидкости не будет оказывать влияние. Труба при таком
режиме движения называется гидравлически гладкой, а само дви¬
жение жидкости — ламинарным. Во втором случае, когда толщина
пограничного слоя меньше высоты выступов шероховатости, ядро
потока как бы зацепляется за выступы шероховатости. Труба при
данном режиме движения жидкости называется гидравлически ше¬
роховатой, а движение жидкости — турбулентным. В третьем слу¬
чае, когда покрывается пограничным ламинарным слоем только
часть выступов шероховатости, на характер движения жидкости
выступы шероховатости оказывают частичное влияние. Таким дви¬
жением жидкости характеризуется переходный режим.Толщина пограничного слоя в основном зависит от скорости
движения жидкости. При увеличении скорости режим движения
жидкости из ламинарного переходит в турбулентный; соответствен¬
но с увеличением скорости толщина пограничного слоя уменьшает¬
ся и гладкие трубы становятся гидравлически шероховатыми.Сопротивление трения зависит от режима движения жидкости.
Режим движения жидкости зависит от того значения, которое для
данного потока имеет критерий Рейнольдса Ке.ре =—=2300,Vгде V—средняя скорость движения, м/с; с1 — диаметр трубы, м; V —
кинематическая вязкость жидкости, м2/с.Ламинарное движение характеризуется Ке<2300.Коэффициент трения жидкости о стенки X определяется экспе¬
риментальным путем. Коэффициент трения при ламинарном дви¬
жении определяется формулой в общем видеХ=/(Ке); \=С/Ке,где С — постоянное число.При переходном движении жидкости коэффициент трения в об¬
щем виде определяется зависимостьюХ = /(Ке; г/к).Для определения коэффициента трения переходной области от
гидравлически гладких труб к шероховатым используют формулу
проф. Б. Н. ЛобаеваКоэффициент трепня при турбулентном движении определяется
гьоомх’лой видаТля практических расчетов коэффициента I применяют форму¬
лу НикурадзеХ=1,14 + 212 Г
кг1е г	радиус трубы; к — высота выступов шероховатостей.Из формул видно, что при ламинарном движении жидкости гид¬
равлическое" сопротивление трубопровода зависит исключительно
от скорости движения; при турбулентном движении — от шерохова¬
тости трубопровода; при переходном режиме движения жидкости —
от скорости и шероховатости (величины выступов шероховатостей).
Следовательно, определению потерь давления на трение должно
предшествовать выявление характера движения жидкости в трубо¬
проводе.На практике для определения потери давления на трение поль¬
зуются специальными таблицами [5]. Эти таблицы составлены для
дв\\х температурных перепадов теплоносителя: 95—70° С и 130—
70° С, что соответствует объемной массе теплоносителя-воды у =
= 983,248 и \ = 977,81 кг/м3.Потери давления в местных сопротивлениях. Местными называ¬
ются сопротивления, которые возникают при изменении направле¬
ния и скорости движения жидкости. Эти изменения в движении жид¬
кости происходят в отводах, фасонных частях, регулировочно-за¬
порной арматуре.Давление, необходимое для определения местных сопротивле¬
ний, определяется по формуле= (1^2)где й безразмерный коэффициент местного сопротивления, опре¬
деляемый опытным путем.Значение коэффициентов местного сопротивления в трубопрово¬
дах дано в приложении. Исследования показали, что значение
-2нСпТ1^ЫХ с°пРотпвленИ1”1 тройников и крестовин зависят от расходовГкпестГя„„^0неТ^еНИЯХ Н отношен»й диаметров в тройникахР	о щем виде это выражается в виде функциис= * 1-0°- • '' \ Ос ’ Vгде <2о расход жидкости в ответвлении; О,. —пЯгхт“о —диаметр ответвления; йс —диаметр ствола.в стволе;трубы втечениеТчМ П°НИМаеТСЯ к™ство воды, протекающеечерез сечение9!
Значения * местных сопротивлений тройников и крестовин при
поворотах, слиянии и делении потоков, а также тройников и кресто¬
вин на проходе, при слиянии и делении потоков приведены в таб¬
лицах [5].Общая потеря давления на каком-либо участке трубопровода с
неизменным расходом теплоносителя выражается суммой уравне¬
ний (IV. 1) и (1У.2), т. е.откуда^-(■7'+2')^-	<1у-4>.Перепишем уравнение (IV.3), обозначив через Я и 2 следующие
заражения:#=±.*У; г=у1:т.а 28ТогдаР=т+г,	(1У.5):где Я— удельные потери давления на трение.По уравнению (1У.5) можно определять потери давления на од¬
ном участке расчетного циркуляционного кольца. Потери же дав¬
ления во всем циркуляционном кольце, состоящем из п-то числа,
участков, определяют по формуле	!Р = %(т+2),	(IVгде 2АУ — суммарные потери давления в расчетном кольце на т{
ние, кг/м2; 22— суммарные потери давления в расчетном кольце
местные сопротивления, кг/м2.§ 14. МЕТОДЫ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАСЧЕТА ТРУБОПРОВОДОВРассчитать трубопроводы — это значит подобрать для всех рас¬
четных участков всех циркуляционных колец такие диаметры, что¬
бы действующее в каждом кольце давление было достаточно дл
перемещения в единицу времени необходимого количества теплоно
сителя-воды, преодолевая при этом все гидравлические сопротивле
ния на ее пути.Расчетным участком системы отопления называют участок,
которому проходит неизменное количество теплоносителя при п
стоянной скорости, т. е. при неизменном диаметре.В практике применяют несколько методов гидравлическо'расчета трубопроводов.Метод применения удельных потерь давления. По этому мето
раздельно определяют потери давления на трение и потери его92местных сопротивлениях в каждом расчетном участке системы [см.
форм\'л\- (IV .5)].'Ъя облегчения расчета потерь давления на трение составлены
таблицы с готовыми результатами этих потерь Я на 1 м длины тру¬
бы в зависимости от скорости V и расхода теплоносителя О.Потерн давления в местных сопротивлениях 2 определяют от¬
дельно для каждого участка сети. Сначала определяют коэффици¬
енты местного сопротивления ЕЕ, и затем 2.Величину 2 удобно при расчете водяных систем отопления оп¬
ределять по формуле, полученной из (IV.2)^=50 2 ^2-	(1У.7)Применение для расчета 2 этой формулы исключает необходи¬
мость пользования специальной таблицей, в которой значения при¬
ведены для ограниченного числа скоростей. Выполнение же интер¬
поляции для скоростей, не указанных в таблице, усложняет расчет.Потерн давления на каждом участке руч определяют по форму¬
ле (1У.5), а потери давления в циркуляционном кольце — по фор¬
муле (1У.6).Данные расчета трубопроводов по методу удельных потерь дав¬
ления записывают в таблице, как это показано в примерах расчета.Этот метод широко применяют в проектной практике, посколь- •
ку он наиболее ясно выражает сущность гидравлического расчета
трубопроводов. Другие же способы расчета трубопроводов по су¬
ществу являются модификацией метода удельных потерь давления
и имеют главной целью упростить выполнение гидравлического
расчета трубопроводов.Метод динамических давлений. Этот метод часто называют рас¬
четом эквивалентных местных сопротивлений.По.тери давления на трение рт по этому способу заменяют рав¬
новеликими им потерями в местных сопротивлениях. Делается это
путем замены прямых участков труб условными местными сопро¬
тивлениями, величину которых определяют из равенстваX . «2у		 г>2у~7 ' ~2ё зам "27 ’>• 	 А , 1>2угде ц,ам	— /;	динамическое давление.Отсюда общая потеря давления на участке руч определится
уравнением	^р„=- «,„»+10 * =,С,1( |1= ^ „	(1У.8)+ приведенный коэффициент местного сопротив¬
ления, заменяющего потери на трение &,ам и суммы фактических
сопротивлении на участке сети; рд —динамическое давлениепоть^И*ХаСЧеТе тРУбопРов°Д°в методом динамических давлений
пользуются средними для упрощения расчета значениями величи¬
ны 7.1(1. Последние пэиведепы в прилож. 15 для расчета трубопро¬
водов с насосной и естественной циркуляцией воды.Известно, что коэффициент сопротивления трению 7. зависит от
режимов движения жидкости и характеристики шероховатости
труб. Тем не менее, как показала практика расчетов трубопрово¬
дов, пользование средними значениями величины 7./с1 правомерно,
так как точность расчетов при этом находится в пределах, допускае¬
мых в инженерной практике.Характеристика сопротивления и проводимость участка трубо¬
провода. Потери давления на участке руч определяются зависимо¬
стью (1\г.4)А/ ' У(Л у2уа ~ ) 2.§
Выразим скорость воды V через расход ООV-36 00ля (й2/4) у
Тогда формула (1^-'.4) получит видР,ч = (—1^1 С]/ 40 ^ 7>ч \ Л 1 ^~ / \ 3600я^2у р}	’
илирУЧ —	—	= Л (—(1У.9)•ч \ а	) 2-Зб002Я2й!у^' \ а ' )	1где А = 16/(2 - 36 002я2й4у^) представляет собой удельное динамиче¬
ское давление в трубопроводе, возникающее при прохождении 1 кг/ч
теплоносителя воды объемной массой у в (кг/м2) : (кг/ч)2.Допустимо считать, что ■у=соП51. Тогда величина А для задан¬
ных диаметров труб будет являться постоянной величиной. Значе¬
ния А приведены в прилож. 15Представим формулу (1\Л9) в общем видеруч = 8<3\	(1У. 10)где 5 = л^-~/+^сВеличину 5 при заданном сечении и длине трубопрово¬
да можно принять постоянной. В этом случае потеря давления на
участке будет прямо пропорциональна квадрату расхода теплоно¬
сителя (при квадратичном законе сопротивления движения воды
в трубах). Указанную величину 5 называют гидравлической посто¬
янной или характеристикой сопротивления участка трубопровода,
равной потере давления в нем при расходе 1 «г/ч. Размерность5	(кг/м2)/(кг/ч)2.Уравнение (IV. 10) широко применяют при анализе и решении
гидравлических задач, в частности при анализе работы нагнетате¬
лей в сети (вентиляторов, насосов). Этим же уравнением можно94-ттавить характеристику и всей системы; тогда величина 5 бу-
.^гжить характеристикой данной системы.Д >^е уравнение (1У.10) представим в виде0 =	'■ У5 или 0 = урV*а-, г,.Чцна 1 ^"«представляет собой гидравлический показатель,
„чзыв^емый проводимостью участка, под которой понимается ве¬
личина и, обратная корню квадратному из сопротивления(1УЛ1)V*Тогда0 = [).у р,	(IV. 12)где п поедставляет перепад давлений р\ р2-При перепаде давления р\—р2—^ расход жидкости О будет ра¬
вен проводимости участка, т. е. 0 = р. ^Из формулы (IV. 12) следует, что Iгр=С!\\,.Понятиями о гидравлической посто¬
янной и проводимости пользуются при
гидравлическом расчете систем отоп¬
ления, при решении гидравлических
задач, возникающих при регулирова¬
нии и анализе эксплуатационной ха¬
рактеристики систем отопления.Рассмотрим решение задачи рас¬
пределения потока жидкости при па¬
раллельном и последовательном вклю¬
чении различных участков систем.При параллельном включе-
н н и, например, трех параллельных
участков (рис. IV. 1, а) с проводимостью, соответственно равной
щ, 1Х2 п цз, и давленном начальным р{ и конечным р2 общий расход
составитОо6ш = РсуыУР1~Р2’	(1У.13)где р,сум — проводимость параллельно включенных участков.Расход О через отдельные участки составит01= 1*1 V Р\~ Ро* 0^ = ^2 V Р\ — Рг\ Ог—Ч-ъУр\~Рг-
Тогда0общ = (!11-г:х2+1Аз) VРх— Р2 = РсУк VР1 — Р2'откуда Цсум^^Ч + М-э+Цз, т. е. проводимость параллельно включен¬
ных участков равна сумме проводимостей отдельных участков си¬
стемы.Рис. IV. 1. Схемы соединенияучастков трубопроводов:
а — параллельное соединение
участков; б — последовательное
соединение участков95
При последовательном включенп и участков (рис.
IV.1, б) суммарное сопротивление будет равно сумме сопротивле¬
ний последовательно включенных участков0 = 1*1 УР\—Р2> О = !а2 /а — р2\ 0 = 1хз V Р\~ Р2>илиО	(1 /^1 1/^2“Г	Рг-	(IV.14)Отсюда, имея в виду, что ц=1у)/Л5, уравнение (IV. 14) можно
представить в следующем виде:О2	(5х-{-$2~Ь 5ъ)~Р\ — Ра-	(IV. 15)Метод характеристик сопротивления. По этому методу гидрав¬
лические потери в участке трубопровода определяют по формулер=з02,где 5 — характеристика сопротивления (или гидравлическая по¬
стоянная) участка трубопровода, равная потере давления в нем при
расходе 1 кг/ч; О — расход, кг/ч.Величину 5 определяют по формулегде А — удельное динамическое давление в трубопроводе при рас¬
ходе воды О= 1 кг/ ч (см. прилож. 15).Величина в скобках — приведенный коэффициент местного со¬
противления участка ^Пр, определение которого требуется и при
проведении расчета методом динамических давлений. Размерность
характеристики участка (кг/м2)/(кг/ч)2.Характеристики сопротивлений представляют собой теоретиче¬
ски или экспериментально полученные сопротивления узлов систе¬
мы отопления и потому являются более точными, так как поэле¬
ментное определение коэффициентов, как правило, страдает по¬
грешностью.Значения характеристик гидравлических сопротивлений узлов
стояков с нагревательными приборами однотрубных радиаторных
систем отопления приведены в [27].§ 15. РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ ВОДЯНОЙ ДВУХТРУБНОЙ СИСТЕМЫ
ОТОПЛЕНИЯ С ЕСТЕСТВЕННОЙ ЦИРКУЛЯЦИЕЙМетодика расчета. 1. На вычерченной в аксонометрической про¬
екции (обязательно в масштабе) схеме системы отопления показы¬
вают тепловые нагрузки сначала на каждый отопительный прибор,
затем на каждый расчетный участок системы.Расчетным участком системы отопления называют участок, по
которому проходит неизменное количество теплоносителя при по¬
стоянной скорости.962	Выявляют главное циркуляционное кольцо. Главным цирку---ционным кольцом называется такое, в котором средняя потеря
давления на 1 м в кг/м2-м будет наименьшей:Рср = Р:^1<V/	суммарная длина участков, составляющих расчетное коль¬
цо. р — располагаемое давление в системе отопления, кг/м2.'в главном расчетном кольце будет, как правило, наименьшей и
удельная потеря давления на трение, которую можно определить извыражения#сР=/*р:2У>где Яср — удельная потеря давления на трение на единицу длины
трубопровода, кг/м2-м; <р — коэффициент, которым учитывают до¬
лю потери давления на преодоление сопротивлений трения, прини¬
маемый в данной системе равным 50%.3.	По номограмме или лучше по специальным таблицам для
расчета трубопроводов определяют диаметр, фактическую потерю
давления на трение к на 1 м и скорость движения теплоносителя V.
При этом стремятся к тому, чтобы фактическая потеря давления на
трение была по своему значению возможно ближе к #Ср, определен¬
ному перед началом расчета. используют для того, чтобы расчет
трубопровода велся с минимальным пересчетом диаметров трубо¬
провода.Найденные из таблицы для расчета трубопроводов значения й,
Я я V заносят в бланк расчета трубопровода.4.	Определяют потери давления на трение на каждом участкеШ.5.	Затем определяют потери в местных сопротивлениях; длякаждого участка находят 2^ — сумму местных сопротивлений вбезразмерных единицах и 2 —потери в местных сопротивлениях
в кг/м2.6.	Далее определяют суммарную фактическую потерю давле¬
ния р на трение и местные сопротивления в расчетном кольце, ко¬
торая не должна быть больше располагаемого давления.Расчет трубопровода считается выполненным, если запас рас¬
полагаемого давления получается около 10%. С таким запасом
(не превышающим 15%) должны быть рассчитаны или, как гово¬
рят, увязаны циркуляционные кольца всей системы отопления.Гоис^1У^Т^Регтргткрннг^*ЭУб°П^ОВОД ^вУхтРУбн°й системы водяного отопления
тельном '^пибопе пяГен 2^ТРКМУЛЯЦИСЙ- ПербПад ««"ературы воды в нагрева-
70 С) пРиб°Ре Равен 25 (температура горячей воды 95° С, а охлажденной-Следует иметь в виду, что тепловая нагрузка на участках показывает пг,
существу не количество тепла, а расход теплоносителя, который обеспечивает
Д я нагревательных приборов подвод расчетного количества тепла Поэтому наляю" тпХ’ °ТВ°ДЯЩИХ 0ХлаЖденнУю воду от нагревательных приборов, простав
яю. ТО же количество тепла, что и на подающих трубопроводах. Соответствен-4—83297
но и в таблицах, и в номограммах под расходом тепла подразумевают количест¬
во теплоносителя.Нагрузку—расход теплоносителя в участках системы (О, кг/ч) определяют
по формуле0 ккал кг-град 1 кг
сМ ч	ккал град чгде Я — тепловая нагрузка участка, ккал/ч; с — теплоемкость теплоносителя
(в данном случае воды), принимаемая равной 1 ккал/кг-град; А1— расчетный
перепад температур воды в системе отопления, равный 25°.Рис. 1У.2. Схема двухтрубной системы водяного отопления с верхней
разводкой с естественной циркуляцией2.	Найдем главное циркуляционное кольцо а пронумеруем его участки номе¬
рами 1—13 (через нагревательный прибор первого этажа). Из рис. IV.2 видно,
что это самое протяженное кольцо, т. е. такое, в котором удельная пел соя дав¬
ления будет наименьшей.3.	Определяем располагаемое давление для главного циркуляционногокольца по формулеР1 = Ь1(Уо~-Уг)+Ьр,где Н — 3 м (но рис. 1У.2); уо = У70 = 977,81 кг/м3; уг = уо5 = 961.92 кг,'м':; Ар— до-'полнительное давление от охлаждения воды в трубопроводе.По прилож. 11 для двухтрубной системы отопления с верхней разводкой Вестественной циркуляцией (при открытых стояках, без изоляции для здания в
два этажа, при горизонтальной протяженности системы до 25 м и расстоянии от
главного стояка до расчетного в пределах 10—20 м) Д/; = 10 кг/м2.98После подстановки всех величин получим р1 = 3 (977,81—961,92) +10 =.07 кг, м2.4. Опреде
/ = 4б.*з" м;4 Определяем среднюю потерю давления' на трение, считая, что <р = 50%57,67-0,5
46,6/?сР = —’,с я~ = 0>622 кг/м2-м.5	По определенной величине А?Ср и тепловым нагрузкам участков, пользуясь
таблицей для расчета трубопроводов, подбираем диаметры трубопровода, нахо¬
дим Р Для данного участка.этом величина потери давления на трение Р на 1 м должна быть как
можно ближе к предварительно определенной величине Рср.6	Заноет; в расчетную табл. IV. 1 полученные величины, причем в первой
графе таблицы трубопроводов проставляют номера участков расчетных колец.
Участки других циркуляционных колец обозначают номерами, продолжающими
счет главного циркуляционного кольца, т. е. в таблице рассчитываемых участков
номера не повторяются.7. Подсчитываем суммы коэффициентов местных сопротивлений на отдель¬
ных участках. Следует иметь в виду, что местные сопротивления на границе двух
участков (сопротивления тройников на проход и на противоток и крестовин на
проход и на ответвление) относят к участкам с меньшей нагрузкой.На участке 1: половина радиатора (имея в виду сопротивление на выход из
нагревательного прибора) 2=1; крестовина на поворот теплоносителя 2=3;
22.=4.Подзодки к приборам от стояков — прямые, без уток, так как нагреватель¬
ные приборы в рассчитываемой системе отопления установлены в нишах малой
глубины.На участке 2; отвод под 90° с1 = 25 мм, 2=1; тройник на проход теплоносите¬
ля 2= 1; 2^2 = 2.На участке 3: тройник на противотоке 2 = 3; 22з=3.На участке 4; тройник на противотоке 2 = 3; 224 = 3.На участке 5: местных сопротивлений нет, 225 = 0.На участке 6; тройник на поворот теплоносителя 2=1,5; два отвода под 90°
й = 50 мм: 2 = 0,5-2=1; запорная задвижка 2 = 0,5; половина чугунного котла
(сопротивление на вход теплоносителя) 2=1,25*; 22б = 4,25.На участке 7; половина котла (сопротивление на выход) 2=1.25; отвод под
90° й/ = 50 мм 2 = 0.5; запорная задвижка 2=0-5; тройник на противотоке 2=3;
227 = 5,2о.На участке 8: местных сопротивлений нет, 228=0.На участке 9: тройник на повороте 2=1.5; 229=1,5.Примечание. Несмотря на то, что на чертеже участка 9 изображена
крестовина, в расчет принимают «тройник на поворот», так как по ответвлению,
соединяющему розлив с расширительным сосудом, движение теплоносителя край¬
не незначительно.На участке 10; тройник на повороте 2=1,5; 22ю=1,5.,	Участке 11; тройник на проход 2=1; полуотвод с1 = 25 мм; 2 = 0,5; отвода = 2о мм, с,= 1; 22п = 2,5.у 0^^час.тке крестовина на проход теплоносителя 2 = 2; скоба й = 20 мм,
ь —2; ^12 = 4.,У® т13: тройник на повороте 2=1,5; кран двойной регулировки
бор) 1-~’г'‘1з = б 5°ВИНа РадиатоРа (имеется в виду вход в нагревательный при-8.	Определить 2. можно по таблицам справочника или по формуле^/2у2 = 2 С ~2^Г' или 2 = 50 V ^2.Зкачення коэффициентов местного сопротивления в котлах относят к ско¬
рости теплоносителя в подводящих трубах.99
Таблица IV.!Расчет трубопроводов водяной двухтрубной системы отопления с естественной циркуляцией№участкаТепловая
нагрузка
С?, ккал/чДлина
участка
1, мДанные расчетаИзмененияв расчетеНагрузка
<7, кг/чс1, ммм/скг/м2-мЯ1, кг/м2ас7,,кг/м2ммм/сЯикг/ма-мЯг1,кг/м2ЯСжкг/м2мяо.кг/м2ьг,кг/ма1234567а910111213141516171812345678
91011121 ООО
4 200
8 880
23 800
47 000
29 920*
29 920
47 000
23 880
8 880
4200
2000Расчет главного циркуляционного кольца, проходящего через прибор № 140168355951188012051205188095135516880171,8213.52.38.33.5
210,231525325076505076503225200,0650,0850,110,130,140,170,170,140,130,110,0850,0670,360,550,550,450,40,750,750,40,450,550,550,450,363,850,990,90,42,631,733,311,581,15,621,35^4,255,251.51.52.5
40,850,721,822,546,387,631,270,910,911,12, * Нагрузка соответствует максимальной производительности котла.1 *Данные расчета^, мм I V, м/сЯ,[кг/м2 - м1310004015 0,0652 ($1+2) ,-)3=24.18+26,79=50,97 кг/м2.57,67-50,97
Запас давления	;— 100=11,4%.0,36ни кг/м20,3624,1821С6,52,кг/м510Изменения в расчетеПродолжение1,38|26,79ммм/ся>,кг/ма-мЯ, Л
кг/м2яс,кг/м5чт,кг/м*дг,кг/м*1112131415161718——————57,67Расчет циркуляционного кольца, проходящего через прибор № 2141100441151100441162200883■52 (/?/+.?),4_)6—2,52 + 3,14=51515200,0670,0670,0710,480,480,520,4881,57————		0,482,50,56——			1,562,5241,013,14150,132,57,55 |4,24+5,94+3,23105,34- (45,55+5.661
Г05~34^Потери давления в кольце после изменения в расчете2 (Щ+2) 14-16 = 5,66+5,94 + 3,23= 14,83 кг/м2.
105,34— (45,55+14,83)Запас давления 	——		100 = 42,5%.105,44Регулирование производим краном двойной регулировки.100=51,5%.
Имея в виду, что для определения 2 по таблицам нередко необходимо про¬
водить интерполяцию для повышения точности расчетов, рекомендуется 7. нахо¬
дить по приведенному выражению. Полученные значения 2 для каждого из уча¬
стков заносим в табл. IV. 1.Из табл. IV. 1 видно, что общая потеря давления в кольце прибора № 1
2.(Д1-т-2) составляет 50,97 кг/м2, а запас давления — 11,4%, что близко к реко¬
мендуемой величине (10%). Этот запас давления необходим на неучтенные
гидравлические потери в трубопроводах.9. Переходим к расчету трубопроводов циркуляционного кольца через при¬
бор № 2 данного стояка. Расчет начинаем аналогично предыдущему — с выяв¬
ления располагаемого давления. Располагаемое давление для кольца через на¬
гревательный прибор № 2 определяем из выраженияР2= Л2 (Уо — V.-) + V.где йг — расстояние от середины нагревательного прибора № 2 до середины
котла, в нашем случае Нг = 6 м (см. рис. 1У.2) у0 и уг — как и выше, соответст¬
венно равны у0 = у?о = 997,8) кг/м3; ‘уг = уй5 = 96],92 кг/м3; Ар — дополнительное
давление от охлаждения воды в трубопроводах, принимаемое, как и выше (для
одного и того же стояка), равным 10 кг/м2.После подстановки известных величин определим р2р2 = 6 (977,81 — 961,92) + 10= 105,34 кг/м2.В рассчитываемое кольцо с нагревательным прибором № 2 входят рассчи¬
танные участки 2—11 —кольца через нагревательный прибор № 1 и новые уча¬
стки 14, 15, 16.•	Повторно определять потери давления в участках 2—11, для которых диа¬
метры уже выявлены, нецелесообразно. Поэтому следует определить распола¬
гаемое давление, которое может быть израсходовано только в участках 14,
15, 16:Р\4-16 = Л2 (Уо — \г) + Д-Р — 2 (Ш + 2)2_п ,где 2(/?/ + 2)2-п — потери давления на общих участках 2—11, входящих в пер¬
вое расчетное кольцо через нагревательный прибор № 1.После подстановки известных величин получим/>14	16 = 105,34 — 45,55 = 59,79 кг/м2.удельную потерю да1/>24—16 59,73-0,5Определим среднюю удельную потерю давления на трение в участках 14,
15, 16: 'СР 2^14-16= 5,97 кг/м2-м.По таблицам для расчета трубопроводов подбираем диаметры труб, находим
значения Я, V и заполняем остальные графы расчетной таблицы.Приводим перечень местных сопротивлений на рассчитываемых участках.На участке 14: крестовина на поворот Ё = 3; кран двойной регулировки А —
= 15 мм, С = 4; половина радиатора ^=1; 2Сц = 8.На \частке 15: половина радиатора ^=1; тройник па поворот $=1,5;2:15=2ДНа участке 16: скоба й = 20 мм, ^ = 2; крестовина на проход ? = 2; 2^16 = 4.
Далее по принятым и скоростям определяем значения 2, которые заносимв. расчетную таблицу.Общие потери давления в кольце прибора № 2 составляют всего 51.21 кг/м2,
вследствие чего создается запас давления на 51.5%. Так как этот запас очень-
велик (более 10%), попытаемся погасить его изменением диаметра участка 16
с 20 мм на 15. Тогда местные сопротивления на участке 16 составят:102Скоба диаметром й=15 мм
Крестовина на проход . . .Занесем в последние восемь граф табл. IV.1 данные, полученные для изме¬
ненных диаметров. Как видно из этой таблицы, после внесения изменений в рас¬
чет запас давления оказался все же очень большим (42,5%). Ввиду того, что
дальше вносить изменения в расчет невозможно, так как диаметры трубопрово¬
дов на участках 14—16 приняты равными 15 мм, т. е. имеют минимальное зна¬
чение. Излишнее располагаемое давление погасим краном двойной регулировки,
который установлен на подающей подводке нагревательного прибора.Расчет остальных циркуляционных колец системы отопления ведут аналогич¬
но приведенным расчетам трубопровода.Расчет можно не производить лишь для тех циркуляционных
колец, в которых объем (расход) теплоносителя и удельная потеря
давления на 1 м одинаковы с таковыми для уже рассчитанных ко¬
лец. Например, нецелесообразно определять диаметры подводок к
нагревательным приборам № 3 и 4, присоединенным к стояку, рас¬
чет трубопроводов которого выполнен выше, так как нагрузки их
соответственно равны приборам № 1 и 2 при соответствующем ра¬
венстве длин расчетных колец и, следовательно, удельных потерь
давления иа 1 м.§ 16. КВАРТИРНЫЕ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯКвартирные, точнее поэтажные, системы отопления устраивают,
как правило, в одноэтажных строениях, небольших по площади.
За рубежом такие системы применяют нередко в многоквартирных
жилых домах, обычно с ге-а)..и-д-нераторами тепла на газо¬
вом топливе.Квартирные системы уст¬
раивают двухтрубными с
естественной циркуляцией.Принципиальные схемы
этих систем показаны на
рис. IV.3.В одной из схем, изобра¬
женных на рис. IV.3, а, гене¬
ратор тепла расположен ни¬
же нагревательных прибо¬
ров (на расстоянии к), в схеме же на рис. 1\ЛЗ, б середина нагре¬
вательных приборов и генератора тепла находятся на одной от¬
метке.Располагаемое давление в системе а будет равнор = к(\0 — \\)-г №в системе бРис. 1\г.З. Принципиальные схемы
квартирных систем отоплениягде кР~- Ар,Расстояние между центром нагрева котла и серединойна¬103
гревательного прибора, м; Ар— располагаемое давление, возни*
каюшее за счет охлаждения воды в трубопроводах, кг/м2.Методика расчета трубопроводов квартирных систем отопле¬
ния.1.	Ориентировочно располагаемое давление в кг/м2 определяют
по эмпирической формулера = Ькх{1-\-кт) + кп{у0 — ут),где I)—коэффициент, принимаемый равным 0,4 при изолированном
главном стояке и неизолированных остальных трубах; 6 = 0,34 при
изолированном главном стояке и обратной линии; & = 0,16 при всехизолированных трубах; /гт —
превышение горячей маги¬
страли над центром нагрева
воды в котле, м; I—расстоя¬
ние по горизонтали от даль¬
него горячего стояка до кот¬
ла, м; ка— вертикальное
расстояние от середины на¬
гревательного прибора до.
центра нагрева в котле (со
знаком плюс, если середина
нагревательного прибора
расположена выше центра
нагрева котла, со знаком
минус, когда середина нагревательных приборов расположена ниже
центра котла).Центром нагрева котла при определении /гт и кп считают плос¬
кость, расположенную на 150 мм выше колосниковой решетки, т. е.
плоскость наиболее интенсивного нагревания воды.2.	Выявляют первое расчетное циркуляционное кольцо; для
этого по ориентировочной формуле находят удельную потерю дав¬
ления в кольце через каждый нагревательный прибор. С кольца с
наименьшей удельной потерей давления и следует начинать расчет
трубопроводов.3.	Ведут гидравлический расчет трубопроводов циркуляционных
колец.4.	Определяют температуру теплоносителя в характерных точ*
ках системы путем подсчета потерь тепла трубопроводами.5.	Вычисляют фактически действующее располагаемое для каж¬
дого циркуляционного кольца системы давление рф.6.	Если рф будет не меньше рэ, то в расчет трубопроводов по¬
правки можно не вносить. При рф<.рэ в расчет вносят поправки,
для чего изменяют соответствующие диаметры н снова определяют
фактическое давление. Расчет следует считать законченным только
тогда, когда потери давления 2 (К1+2) будут меньше (как прави¬
ло, до 10%) фактически располагаемого давления в системе.Рис. 1У.4. Квартирная система отопле¬
ния (к примеру расчета)1047.	После расчета трубопроводов приступают к расчету поверх¬
ности нагревательных приборов, ведя его с учетом потерь теплатрубопроводами.Пример. Рассчитать трубопровод квартирной системы водяного отопления,
изображенной на рис. 1У.4. Основные данные: температура горячей воды, выхо¬
дящей из котла, 95° С, перепад температур воды в нагревательных приборах
	20° С. Главный стояк и обратная магистраль изолированы, тогда как распреде¬
лительная линия и стояки с подводками к приборам не изолированы. Температу¬
ра помещения ^* = +18° С. Вертикальное расстояние от центра нагрева воды в
котле до центра (середины) нагревательных приборов равно 0,1 м.Решение. Из рис. 1У.4 видно, что в системе два циркуляционных кольца,
проходящие через приборы № 1 и 2. Определив, кольцо какого прибора будет
более неблагоприятным, с этого кольца и следует начинать расчет.Найдем располагаемые давления по ориентировочной формуле в кольцах
и удельные располагаемые давления на трение на 1 м. В кольце прибора № I
оно будет равно:Р1 = ЬЬХ(1 + Ьт) ± к„(у75 — у%) = 0,34-2,6(8 + 2,6) ++ 0,1 (974,84 —961,92)= 10,69 кг/м2;Р\ ■0,5 10,69-0,5
Яср1= 2 ^ ~ 21 5 = 0,233 кг/м2-м;]в кольце прибора № 2:р2 = 0,34-2,6 (4 + 2,6) + 0,1 (974,84 - 961,92) = 6,86 кг/М2;6,86-0,5 „ „ , „#ср2=—гг-1—=0,23 кг/м2-м.10,0Гак как /?Ср2<#срь наиболее неблагоприятным будет кольцо, проходящее
через прибор № 2. С этого кольца и начинаем расчет трубопроводов системы.
Результаты расчета заносим в табл. 1У.2.Определяем местные сопротивления на участках кольца прибора № 2.На участке 1: половина прибора $=1; отвод $=1,5 при й = 20 мм; тройник
на поворот 5= 1,5; 2$]=4.На участке 2; два отвода ^=25 мм $=2-1=2; кран $=2: половина котла
&=1,25; 2$2 = 5,25.На участке 3: половина котла $=1,25; два отвода $=2-1=2; 2$з = 3 25.На участке 4: отвод $=1; 2$,= 1.На участке 5: тройник на ответвление $=^5; отвод $=1; 2$5=2,5.На участке 6: кран $ = 2; половина прибора $=1,25; 2$6 = 3,25.
прибоо0]П^еАСЛЯСМ значения местных сопротивлений по участкам в кольце/ча.стке 7: половина прибора $=1; два отвода $=2*1,5 = 3; тройник на
проход С=1; 2^7 = 5.На участке 8: тройник на пооход $=1; 2$8=1.На участке 9: отвод $= 1,5; 2$9= 1,5.прибора^^™''”'<^Т-0Д	один кРан ПРИ ^ = 20 мм $ = 2, а также половина3	яленч КОнчив Расчет трубопроводов исходя из располагаемого дав-
гаемоё П° °Р11ент!1Ровочн°й формуле выявим фактически распола-
ных т-,ДаВ',0Кне’ для чег0 определим температуру воды в характер-
ходи\Гп^аХ систо:,'1ы отопления. Температуру в точках системы на- .
утем расчета охлаждения воды в трубопроводах.105
Расчет трубопроводов квартирной системы отопленияТепловыделения трубопроводами определяют по формулегде Я принимают по табл. III.6 (см. стр. 79).Температурный перепад воды на расчетном участке вычисляют
из выражения А 1 = С}/С, где <2 и О — соответственно теплоотдача
и расход теплоносителя на участке.Конечную температуру па участке определяют по формуле—/н	Д/."где за начальную температуру принимаем конечнуютемператур}' предыдущего участка.Расчет на шкаем с участка 4, начальная температура воды которого извест¬
на так кок охлаждсшю б главном стояке (участок 3) можно не учитывать
ввиду его незначительности, поскольку стояк изолирован. Данные расчетов зано¬
сим в табл. 1У’.3.Далее определим фактически действующее давление в циркуляционных коль¬
цах. В циркуляционном кольце прибора № 2 (см. рис. 1У.4).Рф — (2,Зуср 5 + 0,5'уср.,р + 0,2уср 1) (2,буг + 0,4^).
уСр определяем по средней температуре в участке:92 -1- 89,4/ср 5 =	^	= 90,7° С; \’9о,7 = 964,88 кг/м3;‘ср.ир 2 = 88,9-^—8,9 = 78,9° С; У78.9 = 972,51 кг/м3;68,9 + 68,5/ср1 =			= 68,7° С; 'у’68,7 = 978,5о кг/м3;^Г==95°С; Уэз = 951,92 кг/м3; ^0=66,3°С; \’бб,з = 979,89 кг/м3.В результате фактическое давление в кольце прибора № 2 будет равноЛ|,= (2,3-964,88 + 0,5-972,51 + 0,2-978,55)- (2,6-961,92 + 0,4-979,87) == 7,9 кг/м2.Потеря давления в кольце прибора № 2 составляет 7,39 кг/м2, т. е. имеется
запас, Расхождение составит7,9	— 7,39		 -100 = 6,55-6, что допустимо.Расчет циркуляционного кольца прибора № 1. Определяем фактическое даЕ
ление в кольце через прибор 1:Рф (2,Зуср д + 0,5уср.„р 1 + 0,2уср 7) — (2,6уг + 0,4у0);86,3 + 83,1^ср 9 ■ - =84,7° С; 'у’84,7 = 968,84 кг/м3;82,5	--- 62,5'ср.пр 1 — 		= 72,5° С; у'72,5 == 976,31 кг/м3;62,5	+ 61,7гср 7 = 		= 62,1 ° С; -уезл = 982,15 кг/м3;—	(2,3-968,84 + 0,5-976,34 + 0,2-282,15) — (2,6-961,92 + 0,4-980,16) == 20,03 кг/м2.107
*ноаггия33яО■чя1252,02541254,0255.752,8206750,520Прибор № 21750,7208504,0209502.32010500,520Прибор № 17504,72021254258504159502,31510500,515Прибор № 17504,7152125425* 1Н участка 2Потерн давления в
7,35 кг/м2/см, что существ
Заменив на участках
равлический расчет и рас'
Потери давления во всей с/> = 2 № + 2)2,3,4'После замены труб н
фактическое давление в ко
Для циркуляционного
имеем:Рф — (З.Зуср 9 •+охлаждения воды воОXаОЪоО« -
7*Т2св*X95_95+ 18771,2292+ 18740,9789,4+ 1871,40,9788,968,9+ 1851,60,9792+ 18740,9786,3+ 1868,30,9783,1+ 1865,10,9782,562,51844,50,976618481,22гресчег кольца прибора №9218740,7887,41869,40,7884,91866,90,7884,664,618460,7866,7*1848,71,22как температуру смеси воды,68,5-75 +64-50_!	_[	=66,7°75+50системе по данным таб.г
:ино меньше фактического
', 8, 9 и 10 трубы на диам
ет охлаждения трубопрово;
ютеме после пересчета состг-	2 (№ + 2)7,8,9,10 = 4,27 +;ыполнения расчета указанн
тьце прибора № 1.
кольца прибора № 1 с0,5уср.Пр 1 + 0,2уср 7) — (2,Таблица 1У.З 'р-<3, ккал/чоО<У«95137539212002,689,41350,588,91300,468,512885,786,311603,283,11320,682,50,2400,861,70,2470,465,812304,687,411242,584,91260,3684,60,2330,664,00,2480,466,3поступающей из участка 1 и 7.С.:. 1У.2 составляют всего
располагаемого давления,
етр 15 мм, проведем гнд-
юв измененных диаметров.
:вят12,63= 16,9 кг/М2.
ых выше участков находим
измененными диаметрамибУ95 + 0,4у6б,3);84,9	+ 64,9^ср.пр 1 = 	2	 = ’ ’	= 975,0 КГ/м3;64,6 + 64,0*ср7 =	2	= 64,3° С; Уб4,з = 981,0 кг/мЗ.Подставляя эти данные, получимр (2,3-967,9 + 0,5-975,0 + 0,2-981,0) - (2,6-961,92 + 0,4-979,87) == 16,87 кг/м2.]Из расчета видно, что фактическое располагаемое давление не существенно
отличается от величины гидравлических потерь (16,9 кг/м2). Вместе с тем необ¬
ходимо еще проверить расчет стояка 2 (на увязку давлений в кольцах).
Располагаемое давление в стояке 2 на участках 1, 5 и 6 составит16,9	— 2 {Ш + 2)2,з,4= 16,9 — 4,29= 12,61 кг/М2.Потери же давления на участках стояка 2 будут равны2 {Я1 + 2)1,5,6=3,12 кг/М2.Казалось бы, можно изменить диаметры труб на участках стояка 2; но фак¬
тическое располагаемое давление не позволяет этого сделать (давление фактиче¬
ское не более 10 кг/м2). Поэтому можно применить два варианта устройства
системы.Первый вариант: можно оставить на участках стояка 2 трубопроводы й=
=20 мм и кранами на приборах погасить избыточное давление (12,61—3,12 =
=9,49 кг/м2). Трубопроводы на участке стояка 1 при этом будут иметь ё—15 мм.Второй вариант: оставляем на участках стояка 1 трубы диаметром 20 мм.
При этом стояки будут гидравлически увязаны в системе без регулирования.
В самом деле, потерн давления на участках 7, 8, 9 и 10 (стояк 1) равны2	(/?/+2)7, 8,9, ю=3,08 кг/м2 (см. табл. 1У.2).Потери давления на участках 1, 5 и 6 стояка 2 будут равны2(^+2)1)5>6 = 3,02 кг/м2,т- е.2 (Ш + 2)7>8,9,10 Яй 2 (Я1 + 2) 1,5,6-Ввиду сложности ручного регулирования давления кранами на подводках
к приборам, что необходимо по первому варианту, предпочтительнее в данном
случае устроить квартирную систему отопления по второму варианту. Оиа более
целесообразна, несмотря иа то, что стоимость устройства системы по первому
варианту будет меньшей, так как на участках 7, 8, 9 и 10 применены трубы диа¬
метром 15 мм вместо труб диаметром 20 мм на тех же участках второго вари¬
анта системы.Расчет требуемой теплоотдачи нагревательных приборов. Рас¬
четную теплоотдачу нагревательных приборов определяют с уче¬
том полезного выделения тепла трубами. Полезное тепловыделение
трубами подсчитываем по формулестр3?!)46™6 ^ М0ЖН0 взять из табл- 1У-3- Ф —из табл. Ш.5 (см.109
В помещении, в котором установлен прибор Л° 1, полезная теп¬
лоотдача труб составитФотл-тр = (?8СР + <Эв? + <310? + <Э-?>где (За, С?д, СЬо и С?7 — потери тепла трубами на участках 8, 9, 10
и 7; ф — коэффициенты на теплоотдачу, учитывающие долю полез¬
ного тепла, передаваемого помещению от труб.После подстановки получим(2П0Л.тр = 230 -0,25+ 124-0,5 + 26-1 +33-0,75= 170 'ккал/ч.Тогда расчетная теплоотдача фР1 нагревательного прибора № 1
составитфр1 = Ю00 — 170=830 ккал/ч.В помещении с установленным прибором № 2 полезную тепло¬
отдачу труб определим по формулеФпол.тр = Я 4,9 + Яв? + Фб? "1" Я 2? ■Подставляя, получим(2П0ЯшТр=375 • 0,25 - 3/4 + 200 • 0,5 + 35 -1 + 30 • 1 + 47 ■ 0,75 • 3/ 4 == 262 ккал/ч.Часть труб, каждая длиной по 3 м, участков 2 и 4 проложена в
помещении, в котором установлен прибор № 2. В конечном итоге
расчетная теплоотдача Яр2 нагревательного прибора № 2 будет
равнафр2 = 1500 — 262 = 1238 ккал/ч.Выводы по расчету и устройству квартирных систем отопления.1. Давления, обеспечивающие циркуляцию воды в системах квар¬
тирного отопления, как это видно из приведенного примера, суще¬
ственно зависят от самых незначительных конструктивных измене¬
ний схем.2. Увеличить располагаемое давление в системе можно приме¬
нением в качестве нагревательных приборов радиаторов высотой
0,5 м с установкой их в два ряда друг над другом (на сцепке).§ 17. РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ ДВУХТРУБНЫХ СИСТЕМ
ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ С НАСОСНОЙ ЦИРКУЛЯЦИЕЙПринципиально расчет трубопроводов водяных насосных систем
отопления не отличается от расчета систем с естественной цирку¬
ляцией. Однако ввиду большого конструктивного развития послед¬
них по сравнению с системами с естественной циркуляцией приемы
и методы расчета насосных систем более разнообразны.110Ппчмрп Рассчитать трубопроводы насосной водяной двухтрубной системы
г верхней разводкой методом удельных потерь давления на трение.
ОТОПп0Г; • - Н II е Выполним расчет главного (первого) циркуляционного кольца,
Р+^+ пшшем кольцо через нагревательный прибор № 1 (рис. 1У.о) первого
за 1'01°:-т	.	наиболее протяженное, характеризующееся наименьшимЗТЙ/К2 СТСЯКс! 1 \уде;ьнымсполагаемым давлением.V1000N25800N1иоотоПг1000-!0д юоо800 700г| <003 900то роо■500ф-\I 700 800900 1000 .11001100,11002200800\кМ (1Н 'ттооооа3,1000сгйа	т=ш--Наш^ (*>
СО!?тоюРис. IV.5. Схема двухтрубной водяной системы отопления с верхней развод¬
кой и насосной циркуляциейОпределим располагаемое давление, действующее в системе, для первого
расчетного циркуляционного кольца:Р = РэкУ>1 +Ь(Уо-Чг) +Ьр,где р-,к = 5 кг/м2-м; 21 = 67 м (см. табл. 1У.4), А = 3 м (см. рис. 1У.5), у70—ук =
= 15,89 кг/м3; Д/; — дополнительное давление от охлаждения воды в трубопро¬
водах системы отопления с верхней разводкой. Значение Д р находим в
прилож. 11.Дополнительное давление при горизонтальном протяжении системы до 2э м
для трехэтажного здания в кольце через стояк 1 при расстоянии его от главно¬
го стояка от 10 до 20 м и высоте нагревательного прибора над котлом до 15 м
будет равноДр = 25 -0,4 = 10 кг/м2.Коэффициент 0,4 введен потому, что система принята насосная. После под¬
становки известных величин получим^ = 5-67 + 3-15,89 + 10 = 392,67 кг/м2.Располагае.мое давление относительно невелико, если предположить, что
данною систему отопления намечено присоединить к тепловым сетям города.Выполним расчет трубопроводов по предельным скоростям теплоносителя,
* 000—19ППСМ }’СЛОвнем> чтобы фактические потери давления не превышали
кг/м2. Примем для расчета кольца системы располагаемое давлениер= 1Ю0 + 3-15,89 + 10= 1157 кг/м2.111
Таблица 1У.4Расчет трубопроводов водяной двухтрубной системы отопленияс верхней разводкой и насосной циркуляциейПредварительный расчет№участкаЯ,ккал/чс:кг/ч1У мй, ммV, М/СНу кг/м**мЩ, кг/м22С2, кг/м»1234567■8910Циркуляционное кольцо 1, проходящее через прибор 1-го этажа11 000401150,0570,50,55,50,92.5 8002328200,1803,124,85,58,9311 0004407200,34010,573,515,76416 80067010200,5202424010,75146516 80067018200,520244324,7564611 0004407200,34010,573,51 .5,7675 8002329200,1803,127,92,54,0683 6001443150,2126,419,25П.292 000803150,1182,26,653,5101 000401150,0570,50,581,3567898,5251,43Итого...По предварительному расчету 2 (Я1+2) =898,5+251,43 = 1149,93 кг/м2.
Потери давления не превышают располагаемого (1157 кг/м2).1157—1149,93Запас давления 				 100 = 0,6%.1157Циркуляционное кольцо 2, проходящее через прибор 2-го этажа
Располагаемое давление 67,02 кг/м211800321150,0450,340,345,50,561238001523150,2247,121,3512,613800321150,0450,340,349,50,9721,9814,13По предварительному расчету 2(#1+2) =21,98+14,13—36,11 кг/м2.67,02—36,11Запас давления 	 п 100 — 47 /о.67,02Следовательно, необходима регулировка кольца краном на приборе 2 этажа.
Циркуляционное кольцо 3, проходящее через прибор 3-го этажа
Располагаемое давление 179,4 кг/м21.09
3,391.9
6,38141100441150,0630,60,65,5152200883150,132,67,84161100441150,0630,6ЪЁ9,09,5По предварительному расчету 2 (%1+2) —9+6,33 —15,38 кг/м*1.179,4—15,38 „ ,Запас давления 	179 "4 100 — 92,2 /0.Следовательно, необходимо регулировать кольцо краном на подводке к
прибору 3-го этажа.112Тогда1157-0,65
Лср =	—	=11,5 кг/м2-м.Результаты гидравлического расчета заносим в табл. 1У.4. Расчет местных
сопротивлений на участках 1 —10 ведем аналогично предыдущему примеру.фактические потери давления составили 1149,93 кг/м2 (см. табл. 1У.4), что
‘не больше 1157 кг/м2. Расчет первого кольца на этом заканчиваем.Далее переходим к расчету трубопроводов циркуляционного кольца через
прибор № 2 (второго этажа) стояка 1. На рис. 1У.4 видно, что в этом циркуля¬
ционном кольце участки 2—8 являются общими с кольцом, проходящим через
прибор первого этажа. Поэтому рассчитать нужно только участки 11, 12, 13.
Определим для этих новых участков располагаемое давление/>11,12,13 = />2 — 2 + 2)2-8*
р2 = 1100 + 6-15,89 + 10 = 1205;2(Л/ + 2)2-8= П37.98 (см. табл. IV.4);/>11,12,13 = 1205 - 1137,98 = 67,02.Отсюда0,65-67,02
/?ср= 			 = 10,8 кг/м2-м.Данные расчета заносим в табл. 1У.4.Выпишем значения коэффициентов местного сопротивления на участках
11 — 13.На участке 11 (й= 15 мм): половина радиатора ?=1; утка ^=1,5; крестовина
на поворот ^ = 3; 2^п = 5,5;на участке 12 (с(=15 мм): крестовина на проход 2=2; скоба ^=3; 2^12=5;
на участке 13 (с? = 15 мм): крестовина на поворот 2=3; кран двойной регу¬
лировки 2 = 4; утка 2=1.5; половина радиатора ^=1; 2^з = 9,5.Из данных табл. 1У.4 видно, что фактические потерн давления на участках
на 47% меньше располагаемого давления. Погасить избыточное давление можно
только краном двойной регулировки на подводке к прибору.Далее производим расчет трубопроводов циркуляционного кольца через
прибор № 3’третьего этажа стояка 1. В этом кольце общими являются участки
2—7 и участок 12. Расчету подлежат участки 14, 15 н 16. Располагаемое давле¬
ние будет равно/>14>15>16 — Рз — 2 (.Ш + 2)2—7, 12!/>3-7= 1100 + 9-15,89 + 10= 1253 кг/м2;2(Л/ + 2)2-7,12 = 1073,6 кг/м2;Ри, 15,16 = 1253 — 1073,6= 179,4 кг/м2.Тогда“ср :0,65-179,4
5= 23,4 кг/м2-м.ваемЛзначенияСЧетаклКаК Г0В0РИЛ0СЬ выше, ^аносим в табл. IV.4. Далее выписы-
ка участк ^ФФивдентов местного сопротивления на участках 14—16:
на прот11зотокес = з 2^15-г5): П0Л0вина РаДиат0Ра 2=1; утка 2= 1,5; тройникна участке 16	ш,): Скоба ^=3; кРест°вина на проход ^=2; 2$15 = 5;Двойной регулипт,,, Г . мм': крестовина на поворот ^ = 3; утка ^=1,5; кран
Р°вки 5 = 4; половина радиатора ^=1; 2^,6 = 9,5.
Из итоговых данных видно, что фактические потери давления на участках
14—16 на 92,2% меньше располагаемого давления. Погасить это избыточное
давление можно установкой крана двойной регулировки.Выводы по расчету трубопроводов двухтрубной системы водяного отопления
с верхней разводкой и с насосной циркуляцией. 1. Практически удается рассчи¬
тать удовлетворительно (с отклонением от располагаемого давления 10%)
только 1-е циркуляционное кольцо (через прибор первого этажа).2.	Эта система характеризуется невысокой гидравлической устойчивостью-
циркуляционные кольца, проходящие через нагревательные приборы этажей
выше первого, имеют избыточное располагаемое давление, превышающее корму
(больше 10%).3.	Разница между располагаемым давлением и фактическими потерями в
трубопроводах увеличивается одновременно с увеличением расстояния к (расстоя¬
ние от центра генератора до середины нагревательного прибора), т. е. в кольце,
проходящем через прибор верхнего этажа,-эта разница давлений больше, чем в
кольце через прибор нижнего.Расчет трубопроводов двухтрубной системы водяного отопления
с нижней разводкой и насосной циркуляцией. Схема такой системы
показана на рис. IV.6. Котельная, питающая систему, является вре¬
менной.и*16800(?)АГУ1/V!1100с&Д] се8001000т7211100 1000800 700□ад ОВД □=1000 900 .юоо нояИ сёгоото Г77то33"7шЖ@-Ттот1000'®!Ш&11000_|16800ауф5800_8,5СГ)т-5800 УУ 1Рис. 1У.6. Схема двухтрубной водяной системы отопления с нижней раз¬
водкой, с насосной циркуляциейРасчет начинают с выбора 1-го расчетного циркуляционного,
кольца. В данной системе им является кольцо, проходящее через;;
нагревательный прибор № 1 первого этажа и стояк 1. Для этогс
определяют располагаемое давление, действующее в системе ДЛЯ;
1-го расчетного циркуляционного кольца, по формулеР = Ру.2* + А(У0—\г) (здесь рул=рЭК).114В данном случае руд = 5+10 кг/м2-м; 2/ — длина 1-го расчетного
кочыда, проходящего через стояк 1, равная 51,5 м (табл. 1\^.5);
/, расстояние от середины генератора тепла; в данном случае до
с,седины нагрсзателыюго прибора 1г = 3 м."НВ рассматриваемом примере /Г=95°С; /о = 70°С. Тогдау„ — уг = у-о — у95= 15,89 кг/м3.После подстановки этих данных получимр = 5• 51,5 — 3• 15,89 = 305,2 кг/м2.Как видно, располагаемое давление относительно невелико, если
учесть, что системы отопления, присоединенные к тепловым сетям
ТЭЦ, могут иметь после узла управления, в котором установлен
элеватор, располагаемое давление минимум 1000—1200 кг/м2. По¬
этому для рассматриваемого примера трубопровод систем отопле¬
ния целесообразно рассчитать на давление 1000—1200 кг/м2.Относительно высокое располагаемое давление для циркуляци¬
онного кольца протяженностью 51,5 м позволяет вести расчет тру¬
бопровода по предельным скоростям.Используя данные таблицы предельных скоростей движения
теплоносителя и пользуясь таблицами для расчета трубопроводов,
назначаем диаметры участков циркуляционного кольца.Далее заполняют графы 5, 6, 7 и 8 табл. 1У.5. В графах 9 и 10 проставляют
гидравлические потери на местные сопротивления.Суммарные гидравлические потери по всему кольцу составят 448,02 кг/м2,
чго существенно меньше располагаемого давления (1000—1200 кг/м2). Изменяем
диаметры на участках 4 и 5 с 15 на 20 мм. Окончательно получим гидравличе¬
ские потери равными 900,82 кг/м2. На этом расчет 1-го циркуляционного кольца
через прибор первого этажа заканчиваем.Переходим к расчету трубопроводов циркуляционного кольца через прибор
второго этажа сгояка 1. Определяем располагаемое давление в этом кольцеР = Ъ (Д1 + 2)ьз + /г2 (Уо — Уг),где 1 (РЛ + Е)иа — гидравлические потери на участках 1 и 8.На рис. 1\ .(1 видно, что участки 1, 8, 10, 9, 12 и 11 составляют замкнутый
контур. Тогда	'	.Отсюдар= (1,4 И- 2,05) + 3-15,89 = 51,12 кг/м2._ 0,65-51,12Дер =			= 4,18 кг/м2-м.Результаты подбора диаметров участков заносим в табл. IV.5. Значения ко¬
эффициентов местных сопротивлений на участках 9—12 приведены в этойТ.ЮЛИЦе. Ну 	 Г) Л Пг-тл атг ттлч 				1		ап ии рашшл о—приведены В ^ 1 ОНшце. п2 расстояние между серединами приборов (то же /гз на с. 118).0	принятым диаметрам трубопроводов определяем гидравлические потери51	Г2^аСТ'КаХ ^ ®В!!ДУ значительного запаса давления (16,2 намного меньше
раепот-^ ^частке Ю принимаем трубу ^=15 мм вместо 20 мм. Несоответствие
гасим' кпяеМ°Г0 дав1е„ния фактическим потерям разно 15,8%. Избыток давления
ном двойной регулировки на подводке к прибору Л"° 2 (участок 12).115
Расчет трубопроводов водяной двухтрубной системы отопленияс нижней разводкой и насосной циркуляциейТаблица 1У.5Предварительный расчетОкончательный расчетРазницамучастка<2, ккал/чС.кг/ч/, мс1, ммV, М/СЯ,кг/Ма-мкг/м2ЕСкг/-ма»1Я,я, гД (М)ДГ123456789101112131415161718Циркуляционное кольцо через прибор 1-го этажа стояка 11 000401150,0570,50,55,50,95 8002328200,1803,124,85,58,911 000440' 7200,3410,573,515,7616 80067010250,3288,080,07,7541,6200,522424010,75146+ 16016 8006709250,3288,072,03,7520,2200,52242164,7564,6+ 14411 0004407200,3410,573,515,765 8002328,5200,183,126,357,512,21000401150,0570,50,59,51,5551,5351,1596,87По предварительному расчету 2(/?/+2) =351,15+96,87 = 448,02 кг/м2.Окончательно 2 (Щ+2) =448,02 + 304+ 148,8 = 900,82 кг/м2.Циркуляционное кольцо через прибор 2-го этажа стояка 180032103800 1521520Располагаемое давление 51,12 кг/м2.
0,045 I 0,34 | 0,34
0,118 | 1,41 | 4,235,50,5642.8150,2247,121,3+ 104,4
+44,412+ 17,07+9,75ПродолжениеПредварительный расчетОкончательный расчетРазницамучастка<3, ккал/ча,кг/ч/, Мй, ммV, М/С. Я,
кг/ма • м/?/, кг/м!кг,кг/м2<*Г#1па11А №)Д 7123456789 *1011121314151617181138001523200,1181,414,2342,8125003218 1150,0450,340,349,149,50,957,06По предварительному расчету 2(Ю+2) =9,14 + 7,06 = 16,20 кг/м2.
Окончательно 2 (Я1+2) = 16,20+ 17,07 + 9,75 = 43,02 кг/м2.51,12-43,02Запас давления	——		100=15,8%.01 ,131415161100220022001100ЧГ4444Циркуляционное кольцо через прибор 3-го этажа стояка 1
Располагаемое давление 57,91 кг/м2151515150,0630,130,130,0630,62,62,60,60,65,51,097,854,27,854,20,681,61М11,09Окончательно имеем 2 (Щ+2) =16,8+11,09=27,89 кг/м2.57,91—27 89
Запас давления —’ . ’— 100=52%.57,91
Далее выполним расчет трубопроводов циркуляционного кольца через при¬
бор Л» 3 третьего этажа. Определяем располагаемое давление для этого кольцаР = 2 (Ш + 2)хл -г (й2 + (Уо - Уг) - 2 (Л* -т- 2)10.ц,где 2(^/ + 2);о, г. — гидравлические потери на участках 10 и П.Из рис. IV.6 видно, что участки 1, 8, 10, 14, 13, 16, 15 п 11 составляют цир¬
куляционное кольцо, в котором участки 9 и 12 включены параллельно. После
подстановки известных величин находим р:р = ( 1,4 -г 2,05) -г (3 + 3) 15,89— (33,85 + 7,03) = 57,91 кг/л-.ТогдаАналогично предыдущему проведем расчет участков трубопроводов этого
кольца. Результаты расчета заносим в табл. 1У.5.Выводы по расчету. Из примера расчета трубопровода двух¬
трубной системы водяного отопления с нижней разводкой и с на¬
сосной циркуляцией видно, что хотя циркуляционное кольцо через
нагревательный прибор верхнего (третьего в примере) этажа длин¬
нее протяженности колец через нагревательные приборы 2-го и 1-го
згажей, расчет следует начинать с кольца через прибор 1-го этажа.
Объясняется это наличием естественного давления (р — кАу) соот¬
ветственно в кольцах через приборы верхних этажей.Из расчета видно также, что этого естественного давления до¬
статочно (с избытком) для обеспечения циркуляции в стояке.При таком способе расчета трубопроводов системы отопления с
нижней разводкой можно добиться наилучшего использования рас¬
полагаемого естественного давления и повысить гидравлическую
устойчивость системы.Запас давления получился по расчету большой. Однако умень¬
шить его изменением диаметра труб не представляется возможным,
так как трубы диаметром меньше 15 мм для водяного отопления
не применяют. Следовательно, необходима регулировка давления
на подводке к радиатору на 3-м этаже.§ 18. РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ ОДНОТРУБНОЙ СИСТЕМЫ
ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯГлавным при проектировании однотрубных систем отопления
является правильный расчет малых циркуляционных колец.Основные типы малых циркуляционных колец схематически
изображены на рис. 14.7. На рис. 7, а, е показаны схемы присоеди¬
нения прибора (соответственно одно- и двусторонняя) в однотруб¬
ных вертикальных системах с осевыми замыкающими участками и
регулировочные краны на подводках к каждому прибору.На рис. 1У.7, б, ж изображены схемы присоединения приборов
(соответственно одно- и двусторонняя) к однотрубным системам со
смещенными участками и регулировочные краны на подводках
каждого нагревательного прибора.118Малые кольца с замыкающими участками и трехходовыми кра¬
пал.'.? изображены на рисунках IV.7, в и з. На рис. IV.7, г прибор
присоединен к горизонтальной однотрубной системе с нижней раз¬
водкой. Регулировочный кран установлен на подающей подводке
нагревательного прибора.На рис. IV.7, д прибор присоединен аналогично к горизонталь¬
ной однотрубной системе, но с установкой трехходового крана.В системах, изображенных на рис. IV.7, а и б и IV.7, г, общим
является характер распределения потока воды в стояке. Одна
часть этого потока поступает в нагревательные приборы, другая —
по замыкающим участкам.Рис. 1У.7. Схемы присоединения нагревательных приборов к
трубопроводам в однотрубных системах водяного отопленияВ показанных на рис. 1У.7, в и д системах вода при отключении
прибора трехходовым краном проходит по замыкающему участку;
при включении прибора вся вода проходит через него.Расчет малых колец, показанных на рис. 1У.7, а, б и г, затруд¬
нителен.Как было показано выше, располагаемое давление р3.у для рас¬
чета замыкающего участка (рис. 1У.7, а, б, г, е, ж) равноА.у=Аюд-Л(У.ф-'Уз.у'ЬВ свою очередь, располагаемое давление для расчета подводок
определяем из выраженияА,од = ^з.у + Л(Упр — Уз.у)"До начала расчета малых колец необходимо знать, какая часть
потока идет по замыкающим участкам и какая поступает в нагре¬
вательные приборы, т. е. знать коэффициент затекания воды в на¬
гревательные приборы а. Этот коэффициент зависит от соотноше¬
ния гидравлических потерь в замыкающих участках р3.у, подводках
к нагревательным приборам /?ц0Д и естественного давления к (упр—
—'Уз.у), т. е.а==/ (Рз.у» Рпод; лдлО-Вследствие сложности решения задачи аналитическим путем
Для определения а пользуются данными экспериментальных иссле¬119
дований, выполненных для конкретных значении диаметров тру&
замыкающих участков и подводок (рис. IV.8, а) или графиками,,
составленными на основании теоретических подсчетов для различ¬
ных соотношений гидравлических потерь в трубах малых цирку¬
ляционных колец (рис. 1У.8, б).Недостаток этих данных состоит в том, что они не являются
универсальными. Тем не менее они позволяют сделать следующие-
выводы:а)15*15*150,10 0,20 0,30 № 0,50 0,60 (170
С корост ты 6 стояке V, м/сек1,0 0,9 0,8 0,1 0,6 0,5 0,4 0,3 0,1 0,1 <ГКоэффициент затекания, аРис. 1У.8. Определение коэффициента затекания воды а в нагревательныеприборы:а — экспериментальные значения коэффициента затекания а в стояках с двусторонним
присоединением нагревательных приборов; 6 — графики иа основании теоретических рас¬
четов для определения коэффициентов (по П. Н. Каменеву)при одностороннем присоединении нагревательных приборов
коэффициент затекания меньше, чем при двустороннем (что не
рассматривается как положительное явление);в однотрубных системах со смещенными замыкающими участ¬
ками коэффициент затекания больше, чем в однотрубных системах
с осевыми замыкающими участками;для "повышения гидравлической устойчивости малых колец
целесообразно всемерно снижать долю естественного давления^
НАу путем повышения гидравлического сопротивления замыкаю- ,
щего участка.	;Расчет малых колец, показанных на рис. 1У.7, в, д, э, произво¬
дится следующим образом. Гидравлические потери в системе опре-«ю~ на случай полного отключения замыкающих участков, т. е.
пропуска всего объема воды через подводки к нагрева-
"приборам (систему рассчитывают по существу как про-'гпУН\*К*5 ) ■Методика расчета малых циркуляционных колец с осевыми за-
ыкаюшими участками. В общем случае при расчете схемы малого
тпетелить коэффициент затекания воды в прибор можнои111	Д	1 *	ив последовательности, указанной ниже.1	Длп расчетного кольца
следует определить температу¬
ру воды по стояку, выявить
располагаемое давление в
кольце и удельную потерю натрение Яср-2; Нужно задаться значе¬
нием и] в пределах 0,15 0,5.3.	Но Яср (или допустимым
скоростям) подобрать диаметр
замыкающего участка и опре¬
делить Рз.у.4.	Определить температуру
в обратной подводке нагрева¬
тельного прибора.5.	Найти располагаемое
давление для расчета подво¬
док ри6.	Подобрать диаметр подводок и определить гидравлические
потерн в подводках Ар\.7.	При большом неравенстве р\ и Ар\ следует задаться новым
значением аг, существенно отличающимся от аь и повторить рас¬
чет (пп. 3, 4, 5, 6).8.	Построить график, аналогичный рис. 1У.9.Перпендикуляр из точки пересечения прямых одной р(р = рЗ.у ++ НАу) п второй Ар = 2,(Я1+2)поя на ось абсцисс укажет значе¬
ние а, расчет по которому малого кольца дает хорошие результаты
с достаточной для практики точностью.Гидравлический расчет трубопроводов однотрубной системы во¬
дяного отопления с насосной циркуляцией. За первое расчетное
кольцо в однотрубной системе отопления с замыкающими участка*
ми примем циркуляционное кольцо, проходящее через стояк, наи¬
более удаленный от главного стояка системы.На практике распространен способ расчета циркуляционных
колец через замыкающие участки стояков, а не через подводки к
нагревательным ПрИ50рам_ Преимущество этого метода состоит в
все*' ЧТ0 °Н позволяет определить температуру теплоносителя во
полв ' ча,стках ст°яка, не учитывая температуры воды в обратных
пола°Д1\аХ К нагРевательным приборам. Это упрощает расчет рас»
гаемого давления в циркуляционном кольце.Рис. 1У.9. Графо-аналитическое опре¬
деление коэффициента затекания а в
малом циркуляционном кольце одно¬
трубных систем водяного отопления121
Вначале определяют температуру теплоносителя воды на уча¬
стках стояка п располагаемое давление для расчета циркуляцион¬
ного кольца.Затем определяют удельную потерю давления на преодоление ■;
сил трения.Ориентируясь по Яср, находят диаметры участков рассчитывае¬
мого стояка.В соответствии с диаметром стояка назначают ориентировочно
диаметры труб в замыкающих участках и диаметры подводок к
нагревательным приборам.Далее ведут расчет малых циркуляционных колец, предвари¬
тельно задавшись величиной а — коэффициентом затекания тепло¬
носителя в нагревательный прибор.Рассчитать малые кольца нужно так, чтобы запас давления
при расчете подводок к нагревательным приборам был минималь¬
ным (лучше, если этот запас отсутствует совсем). Выполнить это
требование можно путем изменения диаметра труб малого кольца
при сохранении принятого предварительно значения а или соответ¬
ствующим подбором а (при неизменных диаметрах труб малого
кольца).	§Только после того как будет .выполнен гидравлический расчет '»
участков малого циркуляционного кольца, следует приступить к
расчету всего циркуляционного кольца системы. Объясняется это
следующими соображениями.Как известно, коэффициент затекания теплоносителя в нагре¬
вательные приборы а в основном зависит от соотношения гидрав¬
лических потерь в замыкающих участках и подводках к нагрева¬
тельным приборам и естественного давления в результате остыва¬
ния воды в малом кольце. Зависимость эта в итоге будет
определяться скоростями движения воды или диаметрами труб
замыкающих участков и подводок к нагревательным приборам.Практически ввиду сложности решения задачи аналитическим .
путем для определения а пользуются данными экспериментальных
исследований, выполненных для конкретных значений диаметров
труб замыкающих участков и подводок. Используют также графи¬
ки, составленные на основании теоретических подсчетов для раз¬
личных соотношений гидравлических потерь в трубах малых цир¬
куляционных колец, поэтому рекомендуется следующий порядок
расчета малых колец. По кривым экспериментальных данных, тео¬
ретическим графикам или предположительно принимают величи¬
ну а.По а ведут гидравлический расчет труб малого кольца; олреде-.
ляют температуру воды в обратных подводках к нагревательным'
приборам, что необходимо для выявления давления в малых цир
куляционных кольцах, а в дальнейшем для расчета поверхност'
нагрева отопительных приборов.Если в итоге расчета расхождение в равенствахАр = (/?/ + I) ПОд II А,од = Л.у-Г/г П’пр — Уз.у)122йтрр 10% следует задаться другими диаметрами труо или
Угг»мн'а в зависимости от величины несоответствия упомянуто-
ГО равенства, и вести подбор до тех пор, пока равенство не будетА°СПпсте Окончательного определения а производят гидравличе¬
ский расчет всех участков трубопровода циркуляционного кольца.Пт.«Рп Рассчитать трубопроводы однотрубной системы отопления с замы-
"г : ,Рчасткамп Система отопления (рис. 1У.10) присоединена к наружной
каЮЩ";:,;- сеТП Располагаемое давление после элеватора, установленного в узле
спстемои. равно 1000 кг/м’. Температура воды в подающей магист-
ратгг по-е элеватора /Г = 95°С, температура оораткои воды (0= /0 С.,97003700Отметка узла'
~ управленияУзел упраВцения системы
От теллоВых сетейРис. IV. 10. Схема однотрубной системы водяного отопле¬
ния с насосной циркуляциейРешение. 1. Первое расчетное циркуляционное кольцо принимаем прохо¬
дящим через стояк 1, наиболее удаленный от главного стояка.2.	Определяем температуру воды на участках стояка 1. Температуру сме¬
шанной воды после нагревательных приборов находим по формуле (111.26):(95 — 70) 1500^7 = 95 —^9 = 95 -1500 + 1000 + 1200
(95- 70) (1500 + 1000)
3700(95 - 70) (1500 + 1000 + 1200)
3700= 84,9° С;= 78,81° С;:70,0° С.123
Таблица 1У.6Расчет трубопроводов водяной однотрубной системы отопления с осевыми замыкающими участками с насосной циркуляциейиРЧа>ООX*|.Хг»&со5>II 1 1 II И1 1 II 1 1 1 111| II Им 1 1 1 1 1 1 1юП 1111111Юсч 111 1 1 1 1г-~-СЧ
— 111 ! 1 )- 1
О11 1 И 1Ю |11 1 II 1«л 1111111оо 11ММ!ю 05ГГ)05сч00 00 оЮ 00 1".сч11 — Ю СО Г-	г< т—<г-юююю юо) —* сч еч 11 СЧ СЧ СО СЧю Ю со С'З со СО ю00Ю —1 00 —< &—(ЛнС^-'Оюью —г-<00о оо & С'! с^*- сч & со о05С^Ю Ю ЮО —' СО —< СО —'СО — о ю
сососм — с^’-'см — счсосооооооооооооюоюююююююоюС'ЗС'З—.н—<—<—<—(N0^«5^ ююююю	|ооЮ 00 05 о о сТо 00 00 оГ
—	I ю00 00 00 0500 0500 0500 00 00'^СО’^СО'^'ОО’^ОО’^СО'^Н^ СО — — —< т—( со ^ООО
ООО
г- г- г-00 05 СОооОООГ->оОООг-1 ^I (— (—со1 сосо он» оо<С'4СО'^Ю^^СОа50>+сети *?п I соО Г-.124ч Пялее определяем располагаемое естественное давление в циркуляцион-,-рпеч стояк 1 без учета охлаждения воды в трубопроводах по фор-
иом кольце 1срсл	-»муле (П-8):рх = 3-968,71 + 3-972,57 + 2-977,81 - (3 + 3 + 2) 961,92 = 75 кг/М2.Дополнительное давление от охлаждения воды в трубопроводах для трех-
жного здания при горизонтальном протяжении системы до 25 м и расстоянии
оТглавного стояка до рассчитываемого в пределах 10—20 м будет составлятьАр = 25-0,5-0,4 = 5 кг/м2(здесь 0,5 — коэффициент, принимаемый для однотрубных систем; 0,4 — для си¬
стем с насосной циркуляцией).Полная величина располагаемого давления составит:р = />нас -{- р\ Ч- — 1000 + 75 -{- 5 = 1080 кг/м2.4.	Вычислим удельную потерю давления на трениеДср= 1080-0,6:59,8 = 10,9 кг/м2-м,где 59,8 — суммарная длина участков, входящих в циркуляционное кольцо через
стояк 1; 0,6 — доля потерь давления на трение в однотрубных системах отопле¬
ния (60%)'; соответственно доля потерь давления на местные сопротивления со¬
ставит 0,4.5.	По Яср находим диаметры трубопроводов стояка, замыкающих участков
и подводок к нагревательным приборам и заполняем в расчетной табл. 1У.6
графы I, 2, 3, 4, 5 и все графы для замыкающих участков.6.	Ведем расчет трубопроводов малого циркуляционного кольца прибора
3-го этажа. Задаемся а = 0,4. Тогда расходы воды на участках этого кольца со¬
ставят:0СТ = 3700:25= 148;Опр = аОсг = 0,4-148 = 59 кг/ч.Расход воды по замыкающему участку будет равен
О3,у = 148 — 59 = 89 кг/ч.7.	Определяем коэффициенты местных сопротивлений на участках малого
кольца прибора 3-го этажа.На участке 4: два тройника на проход 2;= 1-2 = 2; 2^4 = 2.На участке 12: тройник на повороте при й=15 мм ^=1,5; кран двойной ре¬
гулировки ^ = 4; половина нагревательного прибора ^=2:2 = 1; 2^12 = 6,5.Примечание. Уток на подводках нет, так как нагревательные приборы
установлены в нишах малой глубины.На участке 13: половина нагревательного прибора ^=2:2=1; тройник на
повороте ?= 1,5; 2^13 = 2,5.Далее определяем гидравлические потери в подводках к нагревательному
прибору третьего этажа и записываем их в расчетную таблицу 1У.6.Фактические гидравлические потери подводок составятАР1 = 2 + 2) = 2 + 3,4 = 5,4 кг/м2.копь ^айдем величину располагаемого давления в малом циркуляционном
тельно’ ДЛЯ 1еГ° 0пРеделнм температуру воды в обратной подводке к нагрева-
нягпо пРи*5ору. Это необходимо, кроме того, и для определения поверхности
нагрева отопительного прибора.59 кг/иЛН считать> что в нагревательный прибор при принятом а = 0,4 затекает
воды, то остывание воды в приборе составит(?з 1500~оГ = ~59""25125-
Тогда температура воды в обратной подводке прибора 3-го этажа<„ = 95 — 25,4 = 69,6° С.9.	Определим располагаемое давление в малом кольце прибора 3-го этаж;*
для расчета подводок.Значение р3.у берем из расчетной таблицы (участок 4):Люд = (1,3 + 1,69) + 0,5^—
/961,92 + 978,04УбЭ.бУз.у =—	961,92 = 7,03 кг/м-.= 2,99 + 0,5 |10.	Сопоставим теперь фактическое (см. графы 8 и 10 расчетной таблицы) и
располагаемое давление в малом циркуляционном кольце прибора 3-го этажа:Л/?х = 5,4 кг/м2; Люд = 7,03 кг/м2.Невязка составит7,03-5,47,03•100 = 22,4%.Ванду большого несоответствия фактического и располагаемого давления
расчет малого циркуляционного кольца не может считаться законченным. Можно
изменить диаметры подводок или коэффициент затекания воды. Пойдем по вто¬
рому пути, Найдя коэффициент затекания равным а = 0,42, выполним вновь
гидравлический расчет труб малого кольца:Опр = 0,42-148 = 62 кг/ч;03.у = 148 — 62 =86 кг/чн результаты занесем в графы 11 —17 табл. 1У.6. Определим потерн давления в
подводках:д^2 = 2,32 + 3,73 = 6,05 кг/м2.Найдем величину располагаемого давления в малом циркуляционном кольц
при а = 0,42:Д<3 = —= 24,2° С; <„ = 95- 24,2 = 70,6
62’С;= 2,86 + 0,5
Невязка составляетЛюд — (1»25 + 1,61) + 0,5
961,92 + 977,35У95■ У70,82951,92У95| =^ = 6,71 кг/м2.6,71 — 6,05
6,71100 = 9,7%,что следует считать удовлетворительным.Аналогично рассчитывают малые кольца нагревательных приборов 2-го
1-го этажа.11.	После окончательного выявления нагрузок в замыкающем участке мал
колец можно перейти к расчету остальных участков циркуляционного коль»
через стояк 1 (данные расчета внесены в табл. 1У.6).126у, а,,тьах 5. 7 местных сопротивлений нот. Сопротивления тройника на-	относятся к участкам с меньшей нагрузкой, т. с. в данном случае сопро-
ПР(«^‘1Я "-гнойников на проход отнесены соответственно к участкам 4, 6. 8.
т11В‘р‘-лмаоная потеря давления в циркуляционном кольце составляет
,у2 К1 а запас давления согласно табл. IV.6 равен 47,7%.Избежать избыточного запаса давления в данном случае невозможно, так
пои уменьшении диаметров сопротивление в сети повышается настолько, что
ка-л<пагасмого давления будет явно недостаточно для преодоления гидравличс-
Р®.1 ’ ’^’,ТПпот!тлений. Кроме того, вследствие уменьшения диаметров на участках
?К|?, 'п '11 увеличиваются скорости выше предельно допустимых значении, ука¬
занных в табл. 10 СНиП П-Г./—62.Поэтому рекомендуется элеватор в узле управления рассчитывать на давле¬
ние ООО кг/м“ нли применить регулирование давления задвижкой на вводе
системы.§ 19. СИСТЕМЫ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ С ПОПУТНЫМ
ДВИЖЕНИЕМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯПодаюшпе и обратные магистрали в водяных системах отопле¬
ния устраивают по схемам тупиковой сети (рис. IV. 11, а) и с по¬
путным движением воды (рис. IV.11, б). Все рассмотренные ранее
системы были системами с тупиковыми разводящими магистра¬
лями.а)V' ^4*=□=□1=□=□.—11	,—*	7ЙН=оНасосчV I>4—Г~]
— !—'=о]=а=0Насос=□Рис. I\ .II. Системы отопления тупиковая и с попутным движением тепло¬
носителя-воды в магистральных трубах:: попутным движениемкозой разводкоц магистралей; о — схе
йоды. Стрелками указан уклонВ нормах СНиП П-Г.7—62 указано, что в тупиковых водяных
”стемах отопления потери давления в циркуляционных кольцах
споДО'-1ЖНЬ1 отлнчаться ДРУГ 01 ДРУга более чем на 25%. Одним из
ство°°°Б - ДОвлетзоРення указанному требованию является устрой-
системы с попутным движением теплоносителя (рис. IV. 11, б).
Рассмотрим эту систему.ха конструктивном отношении системы с попутным движением
чер^3'теР”3УЮтсл очень важным свойством: длина расчетных колец
стояка)ЮООИ стояк (или любой нагревательный прибор данного
ления н пРактпчсски одинакова, т. е. удельные располагаемые дав-
-ч в кольцах этой системы тоже одинаковы.127
Вместе с тем, как будет показано ниже, расход теплоносите
по соответствующим участкам циркуляционных колец, а следов'
•тельно, и суммарная нагрузка в кольцах при этом будут неодин
ковыми. Это обстоятельство существенно усложняет расчет. Вс
никает необходимость в тщательном расчете всех колец (чер
каждый из стояков) и, кроме того, требуется проверять рас;
трубопроводов на возможность обратной циркуляции теплоноси"
ля через отдельные стояки системы.Выявим расходы воды в участках циркуляционных колец
стем а, б и в с попутным движением ее при неодинаковом коли~
стве стояков.-а)N25)М /V/М2N3У N1N2N3Л/4‘-е-Рис. IV. 12. Системы отопления с попутным движением теплоносителя:а — с двумя стояками; б — с тремя; в — с пятью стоякамиРассмотрим три схемы: а — с двумя стояками (рис. 1У.12,
б — с тремя стояками (рис. IV. 12, б) и в — с пятью стояка-
(рис. IV. 12, е).Для удобства анализа расход теплоносителя в кг/ч по каждо",
стояку примем равным С = 1 кг/ч.Схема а. Суммарная нагрузка в циркуляционных кольц_
через стояки 1 и 2 составит:201 = 2+1 + 2 = 5;202=2+1 + 2=5.Легко видно, что в системе с двумя стояками суммарная
грузка в стояках одинакова.Схема б. Суммарная нагрузка — расход теплоносителя че~
-стояки 1, 2 и 3 — будет равна:201	= 3+1 + 2 + 3=9;202	= 3 + 2+1 + 2 + 3=11;203	= 3 + 2+1+3 = 9.Из расчета видно, что в стояках суммарная нагрузка неоДН'
■нова, коэффициент неравномерности расхода г] будет равен11 = 11: 9= 1,23.128С х р м а в. С\ммарная нагрузка ■— расход теплоносителя через
ст0яки 1,* 2, 3, 4 и 5- составит:V 01 = 5+ 1 + 2 + 3 + 4 + 5 = 20;= 5-4+1+ 2 +3 + 4 + 5 = 24;2<зз = 5 + 4 + 3+1 +3 + 4+ 5 = 25;
х;е4 = 5 + 4 + 3 + 2 + 1+4 + 5 = 24;Х05= 5 + 4 + 3+ 2+ 1 + 5 = 20.Коэффициенты неравномерности расхода — отношение суммар¬
ного расхода в кольце через средний стояк к расходу в кольцах че¬
рез любой другой в данной-схеме (с пятью стояками и более) будут
неодинаковыми. При этом максимальным будет отношение сум¬
марного расхода через средний стояк к расходам через первый или
последний стояки.В данной схеме с пятью стояками максимальный коэффициент
неравномерности составитЛмакс = 25: 20 = 1,25.Из приведенных примеров видно, что количество теплоносите¬
ля, перемещаемого по трубопроводам в отдельных циркуляцион¬
ных кольцах, неодинаково. При этом суммарные расходы в коль¬
цах через первый п последний стояки одинаковы; соответственно
одинаковы расходы теплоносителя через второй и предпоследний
стояки и т. п. Наиболее .нагруженным циркуляционным кольцом
является кольцо через средний стояк.Продолжая аналогичные расчеты, составим приведенную ниже
таблицу максимальных значений коэффициентов неравномерности
нагрузок т]макс в зависимости от количества стояков в системе.Количеств с юякгв в системе
аКоличество стояков в системе
п^макс™-^2131,2391,3251,25111,3471,28211,44Для системы с количеством стояков более двух можно считать
практически достоверной следующую формулу:^макс = 1 >2 + й. (II — 2),где^ = 0,01—0.012.Движ^нирм ГИДраВЛПЧеской характеристики системы с попутным
1. В ги,В0ДЫ гюзволяет сделать следующие выводы:
ем воды явтяВЛИЧеСК0М °!ношении система с попутным движени-
5^832 " 6ТСЯ СЛ0Жн0^: возможна обратная циркуляция воды129
в системе. При одинаковой длине циркуляционных колец и одина¬
ковой нагрузке стояков суммарная нагрузка (расход) циркулирую¬
щей воды в кольцах неодинакова, причем разнобой суммарной
нагрузки возрастает с увеличением числа стояков в системе.2.	Расчет трубопроводов через средний стояк (как правило, при
максимально нагруженном кольце) не устраняет необходимости
проверки системы на возможность обратной циркуляции воды.3.	Гидравлически более устойчивы системы с попутным движе¬
нием воды (опасность возникновения обратной циркуляции) при
нагруженных стояках, т. е. относительно высоком гидравлическом
сопротивлении стояков.4.	Расход металла на трубопроводы систем с попутным движе¬
нием воды больше, чем в тупиковых. Объясняется это тем, что в.
системах с попутным движением удельное располагаемое давление
практически одинаково во всех кольцах, имеющих одинаковую
наибольшую протяженность, то1*да как в тупиковой системе * цир¬
куляционные кольца неодинаковой протяженности и поэтому удель¬
ное располагаемое давление в среднем во всех кольцах больше
чем в системе с попутным движением, и, следовательно, меньше
диаметры труб и их вес.5.	Систему с попутным движением воды следует применять,
только в тех случаях, когда невозможно применить тупиковую из-
за сложности увязки располагаемых и фактических потерь давле¬
ния в ее циркуляционных кольцах или .невозможности модерниза¬
ции системы.Неувязка давлений при расчете циркуляционных колец систем"'
с попутным движением должна быть предельно мала (по норма
до 15%).Пример. Рассчитать трубопроводы однотрубной проточной насосной водяно'
системы отопления с верхней разводкой с попутным движением теплоносител
(рис. IV. 13)..Методика расчета. 1. Вначале следует рассчитать два циркуляцион
ных кольца через крайние стояки: наиболее удаленный и первый, ближайший
главному стояку.2,	Определить действующие давления в точках присоединения стояков
магистральным подающим и обратным трубопроводам.3.	Выявить располагаемые давления для . расчета трубопроводов стояко,
(и подводок к приборам) аналитическим или графическим методами. При это'
станет ясно, возможна ли обратная циркуляция теплоносителя.Решение. 1. Расчет начинаем с крайних стояков — наиболее удаленног
и первого.2. Определяем действующее располагаемое давление в точках ответвлеии,
стояков от подающей и обратной магистралей.	;Имея в виду, что в дальнейшем система будет присоединена к теплово
сети города, примем давление на вводе (ответвлении от тепловой сети поел
элеватора) равным 1000 кг/м2.Естественное давление и дополнительное давление от охлаждения воды
трубах в данном примере не учитываем для упрощения изложения методики рас
чета системы.*	В такой системе за первое расчетное циркуляционное кольцо, как правил
принимают кольцо наибольшей протяженности, т. е. проходящее через наибол
удаленный стояк.130Определим удельное располагаемое давление /?	1 „кольна через стояк 7	Д И6 Кср на 1 м Циркуляционногоп 1000-0,65127.5 = 5 кг/м2-м,где 0.65 предполагаемая доля потери давления на трение
Такое же Л’ср будет в циркуляционном кольце через гтояк 1
Найденные значения местных сопротивлений к уч-гт,+
куляшюниых колец запишем в табл IV 7 Посте “этпгп	ИТЫВа“1ЫХ Ш!р'потерь давления в циркуляционных кольцах через стояки 7 и /?едслим невязкУ271,8- 265,35265^35 100 = 3-4г>'0 •Эта невязка находится в допустимых пролетах С-Ы^о/
ньш движением воды по СНиП П-А.7	62)	систем с попут-Рис- IV. 13. Схемасистемы водяного отопления с попутным движением теп¬
лоносителяДалее определим аналитически располагаемые давления для расчета стоя¬
ков. Для этого найдем фактические величины давлений в точках присоединения
стояка к подающим и обратным магистралям.„ / ^вления в точках присоединения стояков к подающим магистралям в
кг/м-* будут равныЛюд I = 422 - V (Я! 4- 2)! = 422 -111,4 = 310,6;Люд2 = 422- 2(Д/+ 2)1,2 = 422— 134,6 = 287,4;Люд з = 422 - 2 (Ш + 2)ь2,3 = 422 — 151,4 = 270,6;5*131
/>под4 = 422 - 2 (Я/ + 2)1,2,з,4 == 422 - 187,9 = 234,1;
рп0д5 = 422 - 2 (Ш + 2)ь2,з,4,5 = 422 - 208,3 = 213,7;Раох 6 = 422 - 2 (Л/ + 2)1,2,з,4,5,6 = 422 - 228 = 194;/?по,7 = 194 кг/м3, как и в стояке 6 (см. рис. IV.13).Таблица IV.7Расчет трубопроводов системы водяного отопления с попутным движением воды№участка<га1аVКтасгт+г1234567891011Циркуляционное кольцо, проходящее через стояк 7174 200295023500,3764922,7519,4263 60025506500,323318 '15,235 30021206500,272,213,213,6442 40017006400,3653016,5531 80012756400,272,816,813,66212008486320,242,816,812,9710 6004248,5250,2083,428,94,59,88	2122200,1642,65,26,58,89	4242,5250,2083,48,5——10	2122200,1642,65,26,58,811	4242,5250,2083,48,5——12	2122200,1642,65,26,58,813	4242,5250,2083,48,5——14	2122200,1642,65,26,58,815—4242,5250,2083,48,5——16—2122200,1642,65,26,58,817-4241250,2083,43,436,51874 200295045500,37641805,2537,0127,5283,35138,52	(/?/+2),—18=283,35 + 138,5 = 421,85 кг/м2»422 кг/м2.2(/?/+2)2_17=265,35 кг/м2.Циркуляционное кольцо, проходящее через стояк 1Располагаемое давление р=422—2 (/?/ + 2) 1_18 = 422—(111,4 + 42,25) =
=265,35 кг/м2.1910 60029502,5250,2083,48,53,57,6—28То же, что на участках 8—6 ш--= 60,0 22=44,02910 6004247250,2083,423,848,73021 2008486320,242,816,812,93131 80012756400,272,816,813,63242 40017006400,36530,016,53353 00021206500,272,213,213,63463 60025506500,323318187,11,57,884,72(/?/+2) =187,1+84,7 = 271,8 кг/м2.Примечание. Ввиду того, что предварительный расчет удовлетворяет требовани¬
ям. необходимость в окончательном расчете (графы 11—18 в табл. IV.6) отпадает.132Оп^’Д'"1™ давления в кг/м2 далее в точках присоединения стояков к обрат¬
ной мг'^трали.Ро63! = 422 - V (Ра + 2)1,19_.29 = 422 - 274 = 148;: = 422 - 2 {Ш + 2)ы9_29 = 422 - 274 = 148;Роср з = 422 — 2 (Я1 + 2)1,1д_2д,зо = 422 — 293,7 = 127,3;Робр 4 = 422 — 2 + 2)1,19—29,30,31 = 422 — 314,1 = 107,7;Роб9 3 = 422-2 (Ш + 2)ы9_29,зо,зьз2 = 422 - 350,6 = 71,4;/’обр 6 — 422 — 2 + 2)1^19—29,30—зз = 422 — 367,4 = 54,6;Ро6? 7 = 422 - 2 (Ш + 2)1,19-29,30-34 = 422 - 393,2 = 28,8.В заключение расчета определим располагаемое (фактическое) давление в
кГ/л-, необходимое для циркуляции воды по стоякам:&Р2 = Рпод2 /^обр2(1) ~ 287,4 148 = 139,4;~^Рк> — /'под з Робр з — 270,6 127,3 = 143,3;Д/?4 = Риох 4 Робр 4 = 234,1 107,9 = 126,2;Аръ — Риод 5 РоЪр 5 = 213,7 71,4= 142,3;= Рпол 6 — Робр 6 = 194 — 54,6= 139,4;Ьр7 = Рпо*7 — Робрт = 194 — 28,8= 165,2.Разнобой в располагаемых давлениях для расчета стояков и
подводок не превышает 15%, что допустимо, особенно в том слу¬
чае, когда тепловые на¬
грузки стояков существен-	г- ~1Г
но отличаются.Располагаемые давле¬
ния везде положительны
(Рпод>Робр), следователь¬
но, обратная циркуляция
воды не возникает.ПриРпод<!робр будет
происходить обратная
циркуляция воды — из
обратной магистрали в
подающую. При РпоД =—	Ро<-р циркуляция теплоносителя-воды в стояках будет отсутст¬
вовать.Гидравлические потери в трубопроводах стояков должны быть
увязаны с величинами располагаемых давлений, что будет гаран¬
тировать гидравлическую устойчивость системы, не говоря о том,
что в лом случае исключается возможность обратной циркуляции.асполагаемые давления для расчета трубопроводов стояков
можно определять и графически (рис. IV. 14).§ 20. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СИСТЕМ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ
МЕТОДОМ ПЕРЕМЕННЫХ ПЕРЕПАДОВ ТЕМПЕРАТУРмы отпп10Л,у методУ рассчитывают, как правило, тупиковые систе-
ления, преимущественно однотрубные.1331 2 ^ 4 5 5 1.0
N° стчякодРис. IV. 14. Построение графика падения дав¬
лений в горячей и обратной магистралях си¬
стемы с попутным движением воды
Характерная особенность тупиковых систем — неодинаково
удельное располагаемое давление в различных циркуляционны
кольцах, вследствие чего возникает трудность увязки действующи
(располагаемых) давлений с фактическими гидравлическими п
терями в трубопроводах. При этом трудность увязки давлений воз
растает также с увеличением общего располагаемого давления
системе.Сложность увязки давлений в однотрубных системах приводи
к тому, что в каждый нагревательный прибор поступает масса в
ды, непропорциональная расчетной теплоотдаче, т. е. возникав
недогрев или перегрев приборов отопления.Одним из способов решения задачи является метод расчет
трубопроводов, при котором для дальних стояков принимают бол~
ший перепад, а для ближайших — меньший перепад греющей воды
что позволяет удовлетворительно увязать давления между общим
точками циркуляционных колец.Метод расчета трубопроводов, предложенный А. И. Орловым
1932 г., сводится к последовательному определению количеств
воды, которое должно протекать по каждому стояку с тем, чтоб'
потери во всех циркуляционных кольцах были одинаковыми. Кр
ме того, применяя расчет по методу переменных перепадов темп
ратур, можно удовлетворительно, с увязкой давлений в кольца
рассчитать систему при любом располагаемом давлении.При таком методе расчета все диаметры труб стояков, как пр
вило, принимают одинаковыми. Поверхность нагревательных пр
боров рассчитывают по скользящим перепадам температур вод;
протекающей по каждому из стояков системы отопления. При это
суммарная поверхность приборов должна быть не больше, чем ■
системах, рассчитываемых обычным методом.	;К расчету по скользящему перепаду температур следует перех
дить в случаях, когда потери давления в циркуляционных кольца
будут отличаться от полученных при расчете обычным способо
друг от друга больше чем на 15—25%.Расчет удобно начать со среднего стояка ветви, приняв
него нормируемый перепад температур, равный, например, Д/ = 2В основе расчета других стояков используют зависимости, пр
веденные ниже. Расходы воды изменяются пропорционально корн
квадратному из действующего давления. Например,&срфгде Оср и 0\ — расходы воды соответственно в среднем и соседн-
стояках; рср + 2рм— располагаемое давление для расчета сосе
него стояка (2рм— сопротивлением магистралях).При одинаковом диаметре стояков скорости в них будут изм,
няться прямо пропорционально расходам и сопротивлению:^ср Оср134где уСр и VI скорости соответственно в гпрпнр™ ™ «
стояках.	среднем и ближайшемПри разной теплоотдаче прибопов прчоп^,,
будут обратно пропорциональны ра«одаМ Т"шпрйме™!°ср , / рср + ‘2р:25 VИз приведенных зависимостей следует, что зная рх ~ сопротив¬
ление какого-лиоо участка (или суммы последовательно включен¬
ных в циркуляционное кольцо участков), при известном расходе
Ох можно определить сопротивление рх' того же участка ппи дол¬
гом расходе О] из отношения	у_В_= / °1 \2р\ I °1 ) ’Зная расход воды на участке, соответствующий давлению о,
(сопротивлению), можно найти расход ее на том же участке пой
изменившемся давлении р\ \	3	р~=л/'ох V р\Таким образом, для выполнения расчета системы способом пе¬
ременных перепадов температур нужно знать сопротивления участ¬
ков сети при постоянном перепаде температур, например при М =
= 25° С. Поэтому первоначально расчет трубопроводов системы
отопления выполняют обычным методом, т. е. при постоянном пере¬
паде температур.Пример, Произвести гидравлический расчет трубопроводов однотрубной ту¬
пиковой системы отопления с переменными перепадами температур воды. Систе¬
ма дана с верхней разводкой, регулируемая пробковыми кранами (рис. IV. 15),Тепловая нагрузка всех стояков одинакова; система работает с насосной цир¬
куляцией.Решение. Определим вначале гидравлические потери в магистральных
трубопроводах и среднем стояке IV на нормируемый перепад температур тепло¬
носителя Л(=25°С. Результаты расчета вписываем в табл. IV.8.Для дальнейших расчетов; расходы воды через все стояки при перепаде тем¬
ператур Д^ = 25°С примем одинаковые, т. е. для каждого стояка 0 = 424 кг/ч;
сопротивления стояков при Л/==25° С также одинаковые, равные р=215,8 кг/м2.Далее ведем расчет трубопроводов по методу переменных перепадов темпе¬
ратур, начиная его с наиболее удаленного стояка VII.На основе приведенных выше формул определяем перепад температур АНти
в стояке VII:Г	Р\\гп,- 	гДе Л^ = 25° Г-215,8	кг/м3 ' ~ гидравлнческйс потери в стояке IV при А^ = 25° С, равные
маем из^табл^у'в6 ПотеРи при ^^=25° С на участках 5, 19, 6, 18, 7 и 17 прини-135
После подстановки известных величин получим4г!VII/215,5
	+ 20,45 + 20,45 + 19,5 + 19,5 + 65,5 + 65,5
215,8= 35,4°Тогда расход воды Суп через стояк VII составитМ4/VIIгде <725 — расход воды в стояке VII при А( = 2о° С, равный 424 кг/ч.
После подстановки известных величин найдем25«Лги-424.— =:300 кг/ч.///IVVIVII^63600^ ^53000 ^	800 н|^2Ш0 ^^10500■ето1200сс=а100010001000то10001000□Х=П11001100оетн441200® 1200
п±амовщ1000 (§)1000-ф1000□=рП
-©
1000® 1000'
СС=П1100 @ 1100^63600 ф53000 (^тоо ^зто (^)'тооф)тоо, тооРнс. IV. 15. Схема насосной однотрубной системы водяного отопления с тупик"
вой разводкой магистралей (к расчету трубопроводов методом переменных пер
падов температур в стояках)Сопротивление 5уц стояка VII при перепаде температур Д^ = 35,4°С С'*
ставит/ °УП \2	/300\2в™=Лш = 215,8Ы =108кг/м2‘Расчет стояка VI. Сначала определяем расходы на участках 7 н
(Они одинаковы). Расход по каждому участку будет равенС?7 = С?]7 = 300 кг/ч.Таблица ^.8К расчету системы отопления методом переменных перепадов температуручастка<2.ккэл,’чО, кг/ч7, мй, ммV, М/Ся,кг/м2 • мт,кг/ м2ЕСг,кг/м1/?/+г,кг/ы*12345678910и2425262728293031323334Расчет потерь давления в трубах стояка IV при Л( = 25°С10 600
5 300
10 600
5 300
10 600
5 300
10 600
5 300
10 600
о 300
10 6004242200,33210203,519,439,42121200,1642,62,6810,813,44242200,3321020——202121200,1642,62,6810,813,44242200,3321020——202121200,1642,62,6810,813,44242200,3321020——202121200,1642,62,6810,813,44242200,3321020——202121200,2642,62,6810,813,44241200,33210103,519,429,4123,092,8215,82(/?/+.?)[у=123,0+92,8=215,8 кг/м2.Расчет потерь давления в магистралях системы при Д^=25°С7,1710 6004246200,332106015,565,56,1821 2008486320,2332,816,812,719,55,1931 80012726400,272,816,813,6520,454,2042 40016966400,3653016,536,53,2153 00021206500,282,213,213,917,1263 60025446500,32331815,223,22263 6002544650.0,3233181,57,825,82374 20029687500,3764283,2524,7'52,7174 200296823500,3764923,2524,7116,7Сопротивление 5 на участке 7 составит( С\Ч1 У	/300\2-6а'5Ы -33Следовательно, и х17 = 33 кг/м2.Располагаемое давление 5 для расчета стояка VI составит5У1 — 5VII + 57 + 517 = Ю8 + 33 + 33 = 174 кг/м2,где 5 — потеря давления при Мф2Ъ° С.р	I гччоа^аип при /Л1 60 V--.^лод воды О через стояк VI составит°^~^]/ -^- = 424|/'кг/ч.
Аналогично ведем расчет остальных стояков.137
Расчет стояка V. Расход воды О на участках 6 и 18 составляет:Об	= От + Оу[ = 300 + 381 = 681 кг/ч;018'= С17 + Оу1 = 300 + 381 = 681 кг/ч.
Сопротивление на каждом участке будет равно:-	I 681 \256	(,424 424/ = 12,7 КГ/М'2; 518 = I2’7 КГ/м2'Располагаемое давление х для расчета стояка V составит
= 174 + 12,7+ 12,7= 199,4 кг/М2.Расход воды О через стояк V будет равен/199 4
21м = 400 кг/ч'Расчет стояка IV. Расход воды О на участках 5 и 19 составит:
@5 — 300 + 381 + 400 — 1081 кг/ч; 619 ~ 1081 кг/ч.
Сопротивление на участках 5 и 19 будет равно
/ 1081 \255 = 20,45 1^-4 =14,8 кг/м2; 519 =14,8 кг/м2.Располагаемое давление 51у для расчета стояка IV составит
5,у = 199,4 + 14,8 + 14,8 = 229 кг/М2.Расход воды через стояк IV будет равен0[у = 424	_ 0 = 435 кг/ч./' 229215,8Расчет стояка III. Расход воды О на участках 4 и 20 составляетО4 = 300 + 381 + 400 + 435 = 1516 кг/ч; о = 1516 кг/ч.Сопротивления на этих участках„„ . / 1516 \2
54 = 36,0 1-— =39,2 кг/м2; «20 = 39,2 кг/м2.Располагаемое давленнё «ш для расчета стояка III:5П, = 229 + 39,2 + 39,2 = 307,4 кг/м2.Расход воды через стояк IIIГ307,4°111= 424 1/ ^^510кг/ч-
Расчет стояка II. Расход воды С на участках 3 и 21 будет равен:03	= 300 + 381 + 400 + 435 + 510 = 2026 кг/ч;О21 = 2026 кг/ч.138Сопротивления на участках■	2026 \253_ 17 1 (	-) = 15,6 кг/м2; 521 = 15,6 кг/м2.’ \424-5/р~1ЛК'Гаг аемое давление 5ц для расчета стояка II составит
5 = 307,4 + 15,6 + 15,6 = 338,6 кг/м2.Ргсхсд зо.1Ы через стояк II будет равен/338,(215,5О[, = 424 1 / 5ггт4 = 528 кг/ч.Расчет стояка I. Расход воды О на участках 2 н 22 составит
С2 = 300 + 381 + 400 + 435 + 510 + 528 = 2554 кг/ч; 0<п = 2554 кг/ч.Сопротивление обоих участков будет равно1	2554 \25,	+ 522 = (23,2 + 25,8)	| =49 кг/М2.Располагаемое давление «I для расчета стояка I составит5,	=338,6 +49 = 387,6 кг/м2.Тогда расход воды С через стояк I будет равен/387,6_ -обо кг,,.Определим расход воды на участках 23 и 1. На участке 23 этот расход со¬
ставит02з = 300 + 381 +400 + 435 +510 +528 + 565 = 3119 кг/ч.Расход воды на участке 1 будет таким же, как и на участке 23: С\ =
= 3119 кг/чСопротивление на обоих участках составит/31!9—	=174 кг/м-. ■Гидравлическое сопротивление всей системы составит15 = 51 + 52з + 5| = 174 + 387,6 = 561,6 кг/ы2.На полученное давление подбираем циркуляционный насос. Определяем
средни;'! перепад температур воды в приборах° М =— -25 = 23,7° С.I? 3119Полученный перепад температур отличается на 5%, что допустимо.
в Далее определим перепады температур воды в стояках и температуры
ы, уходящей нз стояков. Данные расчета сведем в табл. 1У.9.139
Таблица IV.№ стоякаТепловая
нагрузка
стояка <3,
ккал/каРасход волы
в стояке О,
кг/чД/ — перепал
* емператур
в стояке. °С1г, °С'о-'г-*VII10 60030035,49559,6VI10 60038127,89567,2V10 60040024,49568,6IV10 60043524,49570,6III10 600- 51020,89574,2II10 60052820,19574,9I10 60056518,89576,2После расчета трубопроводов и выявления расходов воды в от*
дельных стояках определяют температуры воды при входе и выхо-
де в каждом нагревательном приборе. Найденные температурь^
теплоносителя позволяют определять поверхности нагревательны^
приборов.	"Метод расчета систем отопления с переменными перепадами',
температур в стояках позволяет не учитывать естественное давле-?
ние, ввиду его незначительности в сравнении с искусственным. Это*
приводит к незначительному запасу поверхностей нагревательных?
приборов.§ 21. ПРИМЕНЕНИЕ В РАСЧЕТЕ ТРУБОПРОВОДОВ МЕТОДА
ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЕДИНИЦЫ ОБЪЕМАПри расчете трубопроводов стояков с присоединением нагрева-1?
тельных приборов с двух сторон возникает необходимость определе¬
ния количества воды, поступающей в подводки неодинаковой дли-!
ны или при регулирующем кране, размещенном на подводке только",
к одному нагревательному прибору из двух. Аналогичная задача,^
может возникнуть при регулировании системы водяного отопления';
после выключения части стояков. Выполнять подобный расчет не-:
обходимо для обеспечения гидравлической и тепловой устойчиво-]
сти системы.	’	’Более просто поставленные задачи можно решить при расчете'1
методом перемещения единицы объема теплоносителя. Для приме-;;
ра определим фактическое количество воды, поступающей в каждый,’
из нагревательных приборов (рис. IV. 16, а), если длина подводок!
к каждому из приборов неодинакова, теплоотдача же приборов^
одинакова; диаметры подводок известны. От точки а по обеим поД-г
водкам перемещается единица объема теплоносителя.	■%Методика расчета. Пусть через подводки прибора № ^
на участке 1 расход теплоносителя составит р, а подводки прибора •
№ 2 на участке 2— (1 — р).	- ;Отсюда давление для преодоления сопротивления на участке:,1 будет равно Р1 = РУД1Р2, а на участке 2 — р2 = руяг(1—Р)2.140разумеется, что р\ = р2 (давление в точке а неизменно). Тогда
РуЧ? = Ру> 2(1-Р)2.откудаРул 1 (\ —
Руя.2Величины Руд1 и Руд2 -и 2"(ПВеличины рУД1 и руд2 — гидравлические постоянные участков 1
,	известны. Обозначив частное буквой С, получимРу*1 П-Р\2/>Уд2	I Р ГПосле нахождения значения р легко определить требуемое ус¬
ловиями задачи давление в точке а, например из выражения р\ == Руд1 р2-а)"С--1С2-1-РСг-/3,	//г-н/-м'Жгж\ 2 I	-I	А =1000Рис. 1У.16. К понятию о расчете трубопроводов методом пе¬
ремещения единицы объемаПример 1У.1. Определить расход воды в подводках к нагрева¬
тельным приборам стояка системы отопления (рис. IV. 16, б). Все
подводки к приборам имеют диаметры 15 мм. Расчетная тепло¬
отдача нагревательных приборов: первого— 1000 ккал/ч, второго —
1500 ккал/ч. Длина подающей и обратной подводок к первому
прибору — по 1,5 м, ко второму—по 1 м.На подводке первого прибора установлен кран двойной регу¬
лировки. Температура теплоносителя /Г=95°С, /о = 70° С.Решение. Применим метод перемещения единицы объе¬
ма расхода. Пусть в первый прибор пойдет воды р, тогда во вто¬
рой (1 — р).Для преодоления сопротивления подводок первого прибора бу¬
дет затрачено давление р\Рх = 51?2;Д-тя подводок второго прибора р2р2--=82{ 1 — ?)2,где ^1 и я2 — характеристики сопротивления подводок соответст-
енно к первому и второму приборам.141
Определим характеристики сопротивления участков по формулеНтАЗначение К,Ш берем из прилож. 15. Величину А, постоянную для
трубы данного диаметра, принимаем тоже по прил. 15.Коэффициент сопротивления на участке 1 2^ = 10,5, на участ¬
ке 2— = 6,5. Тогда величины 5 будут равны:^ = (2,7-3+ 10,5)-1,08-104= 18,6- 10”4;52=(2,7 • 2+6,5) • 1,08 • 104= 11,9-10-4.Потери давления на участке 1 при перемещении единицы объ¬
ема составятА = ^2=18,6-10“432;на участке 2Ро= «2 (1 ■- № = 11,9 • Ю-4 (1 — 3)2.В точке ответвления подводок от стояка должно быть одно дав¬
ление, одинаковое для участков 1 и 2, т. е.Р\=Р2 или 5132=52(1 — З)2;—=С = [5—^\2; ..^°4 =	С = 1,57.52	I Р / 11,9-104	^ э )Найдем значение |5:Ус/1,57= 0,444.Тогда (1—(3) = 1—0,444 = 0,556.Следовательно, в участок 1 попадает 0,4440 расхода воды в
стояке, а в участок 2 — 0,5560 расхода.Непропорциональное теплоотдаче нагревательных приборов
распределение расходов теплоносителя (1500/1000=1,5;0,556/0,444=1,25) должно быть учтено при гидравлическом расчете
подводок и определении поверхности нагревательных приборов.Определим температуры обратной воды после нагревательных
приборов.Общий расход теплоносителя 0= (1000+ 1500) / (95—70) =
= 100 кг/ч.Расход воды в первом приборе 01 = 100-0,444 = 44,4 кг/ч, то же,
во втором приборе С2=Ю0—44,4 = 55,6 кг/ч.Температура обратной воды из первого прибора будет равна44,4 =1000
95 — /о1; *,л = 72,2'С.142Температура обратной воды из второго прибора55,6 = ——; /о9 = 67,5 С.9о — 1о2Таким образом, параметры теплоносителя при определении по¬
рочности приборов будут: для первого прибора — 95 и 72,2° С, длявторого — 95 и 67,5° С.Пример ^.2. Рассчитать трубопрово¬
ды П-образного стояка однотрубной си¬
стемы отопления со смещенными замы¬
кающими участками и нижней разводкой
магистралей (рис. 1У.17) методом дина¬
мических давлений.Температура теплоносителя ^,= 105°С,/,) = 70°С. Система отопления присоеди¬
нена к тепловым сетям через элеватор.Нагревательные приборы — радиаторы
М-МО-АО. Тепловая нагрузка приборов
указана на приборах схемы (рис. IV. 17)2<Э = 7100 ккал/ч.Решение. 1. Находим величину
естественного давления ре в стояке. Со¬
гласно СП 419—70 для этого можно при¬
менить формулу/;е=0,13/гэт/гэтд/,где 0,13 — среднее приращение объемной
массы воды при охлаждении ее на 1° (ре¬
комендация только для .однотрубных
систем с нижней разводкой); яэт — число
этажей; /гат — высота этажа; АI — расчет¬
ный перепад температур теплоносителя в
системе. Тогдаре=0,13 ■ 4 • 2,7 1105 - 70)=49,2 кг/м2.2. С целью повышения гидравлической устойчивости в стояках
однотрубных систем отопления с нижней разводкой следует исполь¬
зовать не менее 80% располагаемого давления. Иначе говоря, по¬
тери в стояках должны составлять не менее 80% общих потерь
Давления в циркуляционных кольцах без учета потерь давления натех участках, которые являются общими для группы стояков или
ветвей.™ Определяем предположительно давление для расчета труб
стоякаРсс = Р + ре • 0,8=11000 + 49,2) • 0,8=840 кг/м2./ОВанвыл Р1тпДавлен11е после элеватора, принимаемое по СНиПуРавным Ю00—1200 кг/м2).	г-нРис. IV. 17. Схема П-образ¬
ного стояка однотрубной си¬
стемы водяного отопления
с смещенными замыкающи¬
ми участками и кранами
двойной регулировки143
4.	Определяем среднюю удельную потерю давления на трение
ор 0,65-840я,ср-23,2= 23,5 кг/м2-м,где ф = 0,65 — доля потерь на трение.Находим расход воды в стояке Остп 20 7100 ппоигт=-^-2- =	= 203 кг/ч.ст Мс 35-1	'5.	По расходу 0СТ = 203 и Нср = 23,5 предварительно по [5] при¬
нимаем диаметры стояка и замыкающего участка, ^Ст = 15 мм,
с?з.у= 15 мм.Скорость воды при этом V = 0,292 м/с, что меньше предельно
допустимой (0,5 м/с).6.	"Определяем количество воды, поступающей в прибор и в за¬
мыкающий участок малого циркуляционного кольца. Для этого |
найдем характеристики сопротивлений замыкающего участка 53.уи подводок «под по формулеЛ= Л(т,+2'ч)где Л=1,08 • 10-4; //й=2,7, по прилож. 15 /=0,5 м.Определим местные сопротивления замыкающего участка. Ко¬
эффициент сопротивления тройника на ответвлении при делении
потока — 5, тройника на ответвлении при слиянии потока — 1,5. *
Всего 2^=5+1,5 = 6,5.Местные сопротивления принимаем по СН 419—70.53; = 1,08-Ю-4 (2,7-0,5+ 6,5) = 8,47-10--У	|	’	(КГ/Ч)2Проводимость замыкающего участка |Л3.У будет равна1100з.у1^8-47= 33,4-(кг/м2),240.5Определяем характеристику сопротивления подводок 5Под- Ко-
эффициент сопротивления тройника на .проходе — 0,5; то же, при -4
слиянии потока — 3; сопротивления крана двойной регулировки —4; радиатора— 1,6, двух гнутых уток (0,8-2) = 1,6; всего 22;= 10,7.Учитывая две подводки по /=0,35 м, получим 5П0д== 1,08 • 10-4 (2,7 • 0,35 • 2 +10,7) = 13,6 • 10-4.Проводимость подводок и прибора [лПОд составит100У в=27,1.Суммарная проводимость подводок и замыкающего участка будет '
равна2 [1=33,4+27,1=60,5.144Определяем коэффициент затекания воды а в прибор без учета
ес“венного давления в малом циркуляционном кольце ввиду не¬
значительности его в данном случае:а=^=0,448.60,5Количество воды Опр, затекающей в прибор, будет равно
0пр=0,448-203=91 кг/ч.То же, в замыкающем участке 03.у03-у = 203— 91= 112 кг/ч.7.	Определяем потери в замыкающем участке /?3.у по формуле
? . 1,з.уУ I ч- г г’з.уУ /' X . ! V Г \" Г /з-у Г ~ ''З.у ~ -г— 1з-у “Г ^ ^	(а]Рз. уВыразим динамическое давление замыкающего участка через
динамическое давление стояка. Найдем коэффициент затекания за¬
мыкающего участка а3.у:а3.у= 1-0,448=0,552.Следовательно, можно написатьС?3.у	ЯЙ2 уг:,.уа =	=	^	; —		,3-у Ост	4	4откуда/ 1V. Лз.уПодставив в уравнение* (а) новое значение о3.у, получим(6)Как видно, выражение в квадратных скобках представляет
приведенный коэффициент гидравлического сопротивления ^"Ру
амыкающего участка, отнесенный к динамическому давлению сто-X. с^З.у ^З.у^СТ |Рз.,Тогдас:У=, = [2,7 • 0,5 + 6,5) • 0,5522 = 2,4.145
На стояке восемь замыкающих участков. Следовательно, общий
приведенный коэффициент гидравлического сопротивления всех за¬
мыкающих участков составитV С = 2,4 -8=19,2.8. Определяем коэффициенты местного сопротивления на стоя¬
ке ^=15 мм; коэффициент для тройника на ответвлении при де¬
лении потока — 5; двух пробковых.
г, , 0,35	кранов 3,5-2 = 7; четырнадцати отво-1050 ' Ц50	дов 1,5-14 = 21; тройника на ответвле-нии при слиянии потока 1,5; сопротив¬
ления двух уток в местах присоедине¬
ния стояков к магистралям 0,8-2= 1,6.
Всего 2^=36,1.Длина стояка без учета замыкаю¬
щих участков составит — 23,2—8-0,5=
= 19,2 м.8. Находим потери давления в
стояке:(-^Н-2С)Л=12,7-19,2+-19,2 + 36,1)-0,2922-10002-9,81= 465 кг/м2.Рис. IV. 18. Схема П-образ-
ного стояка однотрубной
проточно-регулируемой си¬
стемы водяного отопленияТогда общие гидравлические поте¬
ри давления в системе предположи¬
тельно составят:465-10080• 1=580 кг/м2.о.с\(8400
1 (105 — 70)- = 240 кг/ч.к”Давление после элеватора в этом случае будет равно 580-1,1 =
= 640 кг/м2.Пример 1У.З. Рассчитать трубопроводы проточно-регулируемо,-
го П-образного стояка однотрубной системы отопления с нижней
разводкой магистралей (рис. IV. 18) методом характеристик сопро¬
тивлений по СН 419—70. Температура теплоносителя в системе
^г=105°С, ^о = 70° С. Тепловая нагрузка приборов (2 = 8400 ккал/ч.Решение. 1. Определяем расход воды в стояке:2.	В соответствии с расходом диаметр трубопроводов стояка
примем равным 15 мм. Скорость воды в этом случае будет= 0,35 м/с, т. е. ниже максимально допустимой скорости (0,5 м/с
по СН 419—70).3.	Определяем характеристики сопротивлений 5 отдельных уз¬
лов стояка:146присоединения стояка к горячей и обратной магистралям
5, = ( 12,848,56)-10-4=21,4-10~4	;(кг ч)2шести этажестояковх2 = 6-15,84-10-4=95-10—4;
двух горизонтальных радиаторных узлов верхнего этажа
53=2-7,49-10-4= 14,98-10“4;горизонтального участка стояка на верхнем этаже длиной 4 м54=4-2,89-10-4= 11,66-10~4.Находим суммарную характеристику сопротивлений стояка —
потерю давления в стояке при расходе воды 1 кг/ч:5ст -= 51 + 52+53+54=(21А+95 + 14,98 +11,66) -10~4 == 143,04- Ю-4 кг/м2/(кг/ч)2.4. Определяем потерю давления в стояке/;ст = 5стОст= 143,04- Ю-4-2402=825 кг/м2.Пример. Рассчитать трубопроводы ветви горизонтальной одно¬
трубной системы водяного отопления с замыкающими участкамиIпво то то 1400 щооазГуТ^ Г0*!	Г1^ т♦	гл.о	I;Рис. IV". 19. Схема ветви горизонтальной однотруб¬
ной системы водяного отопления с замыкающими
участками (к примеру расчета трубопроводов)(рис. IV. 19). Параметры теплоносителя: 105—70° С; нагреватель¬
ными приборами служат радиаторы типа М-140 АО.Решение. Определяем расход воды О в ветви по формуле~ У 0	7000	пппи ~ - =	= 200 кг/ч.с\1 1 (105 — 70)В соответствии с этим расходом диаметр ветви принимаем рав-
П90- ^ мм‘ Скорость воды на участках ветви не превышает
’ м <с- что допустимо.Для расчета малого циркуляционного кольца определяем ус¬
редненную длину замыкающего участка /3.у по формуле/ 	 ^ 210 [_ /3'У “ Чэ/эК 1147
где Ь — ширина секции радиатора, 6 = 0,1 м; 2<2 —тепловая на¬
грузка ветви, равная 7000 ккал/ч; дэ — средняя плотность теплово¬
го потока нагревательного прибора при принятых параметрах теп¬
лоносителя, ккал/ч-экм, определяемая ниже; /э—площадь нагре¬
вательной поверхности одной секции, /э=0,35 экм (радиатор
М-140-А0); N — число приборов на ветви, N=5; /„ — горизонталь¬
ная проекция подводок к прибору, /„=0,55.Значение при С0тп : Р>7 находим по формуле из табл. Ш.7:105 + 70^э = 3,85д^р15—3,85 ^Определяем теперь /З.у:0,1-7000-18^ ’ =4,75 ккал/(ч-экм град)./3 = •
у 4,75-0,35-54-0,55 = 1,39 м.Ведем расчет малого циркуляционного кольца первого прибора
по ходу движения теплоносителя в ветви. *Характеристика сопротивления замыкающего участка по при-
лож. 15:*э.у = Л (-^/з.у + 2 С3.у)=1,08-10-4(2,7.1,39+3,5) ==7,82-10-4КГ /м2(кг/ч)2Находим проводимость замыкающего участка |л3.у:
1	1	„г-	кг/'ч!Л3.у =\Г*3,7,82-10-4=35,7 -(кг/м2),0,5Определяем характеристики сопротивления подводок и прибо¬
ра 5Пр:/по , = 0,50 + 0,6 = 1Д5;= ■Л ("7 *+2Сир)= Ь08- Ю“4(2,7-1,15+15,1)= 19,7-10~4;где 2^ подводок и прибора равно 15,1 по [27]:Проводимость подводок и прибора (Лпр будет равна:-..р-/«„р /19,7-10-4-=22,5.Проводимость радиаторного узла цр.у составит= 35,7+22,5 = 58,2.Вычислим коэффициент затекания в прибор без учета естествен??
ного давления в малом циркуляционном кольце си:22,5и-прКоличество воды Спр, проходящей через прибор, будет равно
О1ф=а1ф0=0,39-200=78 кг/ч.Находим перепад температур воды в приборе А/:Опр 1400 „ „д^=——?- = ——= 18" С.сС„ р 1-78Далее определяем естественное циркуляционное давление в
малом кольце первого нагревательного прибора (по ходу движения
теплоносителя) Ар:д/?е1= 3/гД/=0,66-0,3-18=3,52 кг/м2.Здесь 0,66 — приращение объемной массы воды при ее охлаж¬
дении на Г в интервале температур 105—70° С.Определяем потерю давления в подводках и приборе Ар\\ДА=я11рОцр =19,7-10-4-782 = 12 кг/м2.Потеря давления в замыкающем участке составитд Рз.у 1=*з.у (С - О,,,)2 = 7,82 (200 - 78)2 = 11,6 кг/м2.Находим располагаемое давление в малом кольце для расчета
подводок/?1 = Д/?3.у1 + рЛД/= 11,6 + 3,52= 15,12 кг/м2.Определяем невязку давлений:15,12— 12 =2 и15,12Из расчета видно, что невязка очень велика.Примем новое значение объема воды, проходящей через прибор,
О3.у=90 кг/ч. Тогда коэффициент затекания в прибор а2 будет ра¬
вен «2 = 90/200 = 0,45. Количество воды, проходящей по замыкаю¬
щему участку, составит 03.у = 200—90=110 кг/ч. Тогда перепад
температур воды в приборе будет равен0„Р 1400д/=	—=	= 15,5 С.с6'„р 1 - 90Определяем естественное давление в малом циркуляционном
кольце при новом расходе воды через нагревательный прибор\ре2 — 0,66 -0,3-15,5 = 3,05 кг/м2.Определяем потерю давления в подводках и приборе Ар-2:
л^=19,7-10-4-90= 16 кг/м2.1о1еря давления в замыкающем участкеД/?23.у2=7,82- Ю~4- НО'2=9,5 кг.'м2.145
Располагаемое давление для расчета подводок (и сопротивле¬
ния прибора)Р-2 — ЬРз.у~т Д/?е = 9,5+ 3,05 = 12,55 кг/м2.Невязка будет равна:100=-27,5%.12,00Ввиду того, что величины невязок большие, решаем задачу
отыскания аРасч графо-аналитическим способом (рис. 1У.20). Изграфика видно, что новое арасч =
= 0,418.Используя это значение коэф¬
фициента затекания, ведем рас¬
чет малого циркуляционного
кольца.Количество, воды проходящее
через прибор, будет равно:01ф = 0,418-200 = 83,6 кг/ч;С?3.у = 200 — 83,6 = 116,4 кг/ч.Температурный перепад в
приборе составит А^= 1400/(1 X
X 83,4) = 16,8° С, тогда естест¬
венное давление Арс будет\ре = 0,66-0,3- 16,8=3,3 кг/м2.Потери давления в подводках
и приборе составятЛАф= 19,7- 10-4-83,62= 13,8 кг/м2Потери давления в замыкающем участкеДА.У=7,82 • 10~4-116,42= 10,6 кг/м2.Находим располагаемое давление в малом кольце для расчета
подводок к приборуРвр=ЬРз.у + Д/?С= 10,6+3,3=13,9.Невязка составит:13,9 —13,8 100 = 0,007 о»,13,9что вполне удовлетворительно. Поэтому найденные графо-анали¬
тическим методом величины принимаем за действительные.Определяем гидравлические потери в ветви. Потери
давления в ветви слагаются из потерь в замыкающих участках рз.у
и трубах рт между этими участками (включая вентили «Косва»).150Рис. IV.20, График для определения
коэффициента затекания в малом цир¬
куляционном кольце однотрубной
горизонтальной системы водяного
отопленияОбщая длина ветви — 23 м; расчетная длина ее без замыкаю¬
щих участков будет равна 23-1,39-5=16,05 м.Местные сопротивления на ветви (не считая на замыкающих
-частках) состоят из сопротивления двух вентилей «Косва» 2^=6.
Местных сопротивлений между замыкающими участками нет.Характеристика ветви 5Т без замыкающих участков будет:5г = А ^/+2С)= 1,08-10-4(2,7-16,05 + 6) ==49,08- Ю-4 кг/м2/(кг/ч)2.Тогда потери давления рт составят:/?.г=5Т02=49,08-10-4-2002= 196 кг/м2.Обшие потери давления в ветви, включая потери в пяти замы¬
кающих участках, будут равны:рн= рт + Д^з.у-5 -196 | 10,6-5 = 249 кг/м2.§ 22. ДЕТАЛИ ДЛЯ УСТРОЙСТВА ВОДЯНЫХ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯРасширительный сосуд в водяной системе отопления с естест¬
венной циркуляцией и с верхней разводкой служит трем целям:
для удаления воздуха из системы; для размещения прироста объ¬
ема воды, вследствие расширения ее
при нагревании; в качестве конт¬
рольного прибора при наполнении
системы водой: систему наполняют
до тех пор, пока через сигнальную
линию расширителя не пойдет вода.Отсюда видно, что расширитель¬
ный сосуд является обязательной
принадлежностью системы водяного
отопления (за исключением систем,
присоединенных к тепловым сетям
при теплофикации города).В системе водяного отопления с
нижней разводкой и во всех .систе¬
мах с насосной циркуляцией расши¬
рительный сосуд служит для размещения прироста воды, получаю¬
щегося при нагревании, и для контроля за уровнем воды в системе
отопления при наполнении системы водой.Устройство расширительного сосуда показано на рис. IV.21. Со-
СУД имеет четыре штуцера для присоединения труб: 1 — расшири¬
тельный; 2 — контрольный (сигнальный); 3 — переливной (воз-
Д> IIIIIЫй) И 4 — циркуляционный.со а ^ИС‘ ^ -22 показана схема присоединения расширительного
веннД” К системе водяного отопления с верхней разводкой и естест-
0и Циркуляцией. Контрольная и переливная трубы отведены всуд151
раковину котельной, циркуляционная присоединена к подающей
горячей магистрали. Контрольная труба, присоединенная к расши¬
рительному сосуду в 200 мм от дна бака, служит контролем при
наполнении системы водой.Появление воды из контрольной трубы сигнализирует о том, что
система наполнилась водой до отметки присоединения этой трубык патрубку расширительного сосуда. Од¬
нако при появлении воды из крана кон¬
трольной трубы не следует торопиться
его закрывать. Сначала нужно закрыть
кран водопроводной трубы, по которой
наполняется система, и, подождав, пока
остановится течение воды в раковину,
закрыть кран на контрольной трубе.Наполнять систему водой следует как
можно медленнее, чтобы дать возмож¬
ность всему воздуху удалиться из систе¬
мы.По переливной трубе вода сливается
при переполнении расширительного со¬
суда и удаляется воздух из системы при
заполнении ее водой.В расширительном сосуде, присоеди¬
ненном к системе в одной точке, вода не
циркулирует, поэтому во избежание за¬
мерзания воды расширительный сосуд
снабжают специальной циркуляционной
трубой, присоединяемой к верхнему раз¬
ливу или к обратной магистрали (в- на¬
сосных системах).Расширительные сосуды изготовляют
из листовой стали, они имеют съемные
крышки на болтах для периодической очистки сосудов. Устанавли¬
вается сосуд выше самой высокой точки системы на чердаке отап¬
ливаемого здания в утепленной будке. Кроме того, во избежание
замерзания расширительный сосуд и его трубы изолируют.Полезную емкость расширительного сосуда определяют в м3 по
объему прироста воды ДУ, получающегося вследствие расширения
при нагревании еед1/ =аУсЦ,где а Г — прирост объема воды, м3; а — коэффициент объемного
расширения воды, принимаемый равным 0,0006; Ус — объем воды
в системе отопления, м3; А/ — разность между расчетной темпера¬
турой горячей воды /г в системе отопления и температурой воды 1С
в системе перед пуском ее в работу.Объем воды в системе будет равенУс=ук+уа+ут,3 4-Рис. IV. 22. Включение
расширительного сосуда
в систему отопления с
естественной циркуля¬
цией:/ — расширительная труба:
2 — контрольная; 3 — пере¬
ливная и воздушная труба;
4 — циркуляционная труба152гтс — объем воды в генераторе тепла, м*; Уп — то же, в нагре¬
вательных приборах; Ут — то же, в трубах.Получаемый прирост объема воды должен разместиться в рас¬
ширительном сосуде между патрубками контрольной и переливной
тр'/б, т. е. в пределах активной высоты расширительного сосу¬
да //акт-Принимая, что при пуске системы отопления жилых и общест¬
венных зданий в действие вода может нагреваться с 20 до 95° С,
найдем прирост объема водыЬУ=а дЛ/с=0,0006 (95 - 20) Ус=0,0451/с.Полный объем расширительного сосуда определяют из выражения1/ = ДК+1/1 + 1/2,где V1 — часть объема расширительного сосуда от дна до конт¬
рольной трубы; У2 — то же, от отметки переливной трубы до крыш¬
ки расширительного сосуда.Для определения объема воды в системе Ус можно воспользо¬
ваться данными табл. IV. 10.Таблица IV.10Объем воды в элементах системы водяного отопления
при перепаде температур 95—70° СЭлементы системы отопленияОбъем воды
V' для
<2 = 10С0 ккал/чЭлеме.иты системы отопленияОбъем воды
V' для
ф*=1000 ккал/чЧугунные котлы	3Пластинчатые калори¬Радиаторы типаферы 	0,5М-НО-АО	10Трубопроводы мест¬Радиаторы «Гамма» иных систем:«Польза» . . .25с естественной цир-Ребристые трубы . . .6,516с насосной циркуля¬цией 	8Если объемы воды в элементах отопительной системы в целях
упрощения расчетов отнесены к 1000 ккал/ч, тогда прирост объема
воды можно найти из выраженияД V-.: 0,045- -5- -УУ',
1000 ^ГДС|? п°тери тепла зданием, ккал/ч.Пример. Определить объем расширительного сосуда для систе-
==Ы10Г ппЯН0Г° отопления с естественной циркуляцией при ф =00	ккал/ч, с радиаторами типа М-140, чугунными котлами и
•емпературе горячей воды /г = 95° С.г*;™!™0-,1- Прирост объема воды в расширительном сосуде0определяем по формулеД1/ = 0,0451000(УК~\~УУт).153
После подстановки данных получимдУ=0,045- ■■-°-?°чЗ+10+16)=131 л или 0,131 м3.1000 12.	К устанозке принимаем расширительный сосуд цилиндриче¬
ской формы диаметром 0,70 м. Тогда высота расширительного со¬
суда будет равнаЯ = —4-0,24-0,1=А-1—4-0,2 + 0,1=0,71 м.1	’ 1 ’ 3,14-0,72 1 14Здесь 0,2 — расстояние от отметки присоединения к контроль¬
ной трубе до дна расширителя, м; 0,1 —то же, к расширительномусосуду переливной трубы до крышки, м.К установке принимаем расширитель¬
ный сосуд й=0,7 м и #=0,71 м.Диаметры труб, присоединяемых к
расширительному сосуду, принимают в
зависимости от тепло мощности системы
отопления, но обычно в следующих пре¬
делах: расширительная труба е?=25—
38 мм, циркуляционная и контрольная
трубы й=20—25 мм, переливная труба
с? = 38—53 мм.Присоединение расширительных со¬
судов в насосных системах отопления.
В таких системах распределение давле¬
ний в циркуляционных кольцах сущест¬
венно зависит от схемы присоединения
расширительных сосудов.Рассмотрим элементарную схему отоп¬
ления, в которой расширительный сосуд
присоединен к подающей магистрали,
проложенной на чердаке (рис. 1У.23).
Впишем в табл. IV. 11 величины полных
давлений в точках 1, 2 и 3 при бездейст¬
вующем и работающем насосе. Естест¬
венным давлением от охлаждения воды
в трубах пренебрегаем.Из табл. IV. 11 видно, что давление в точке 1 останется неизмен¬
ным, работает насос или нет. Объясняется это тем, что уровень во¬
ды в расширительном сосуде остается неизменным в обоих случаях.
Так как уровень воды в расширительном сосуде при любой про¬
изводительности насоса (по свойству замкнутых систем) не может
быть изменен, в точке 1 и не может быть другого полного давле¬
ния, кроме р& + Н\у.Здесь ря — атмосферное давление, действующее на открытую
поверхность в расширительном сосуде; Иуу и Ыу— гидростатиче¬
ские давления столбов воды высотой соответственно Н\ и Н2 с объ-НасосРис. 1У.23. К вопросу о
способе присоединения
расширительного сосуда
в системе отопления с
насосной циркуляцией154Таблица IV’. 11
Давления воды в точках системы водяного отопления
при присоединении расширительного сосуда к подающей магистралиТочкиПолное давление о точках системы, кг/м2при бездействующем насосепри работающем насосеIР\ = Ра +Р'{ = Ра+^1\2Р2 = Ра + %VР2 — Ра + + 2 (Л/+^)2_]3Рз = Ра + >44/>з = ра + Л1у-2(#/+ г)х_аемной массой у; Е(/?/+2)2-1 — гидравлические потери при движе¬
нии воды на участке 2—1; 2 {Ш+2) 1_3 — гидравлические потери
при движении воды на участке 1—3.Избыточное давление (по манометру) в
точке / будет равно Н\у.Точка в системе отопления с неизмен¬
ным давлением 'называется нейтральной.Следовательно, давление, создаваемое ла-
сосом, распространяется только до точки 1
системы. За пределами же этой точки си¬
стема в сторону движения воды будет на¬
ходиться под давлением Н\у.Если это давление израсходуется на
преодоление гидравлических сопротивлений
при движении воды (например, от точки 1
до 3), то за пределами этой точки давление
в системе станет ниже атмосферного, в тру¬
бопроводе системы возникает разрежение и
может образоваться пар *. Действительно,
в точке 3 при соотношении к\у<Ш(Ш++2)1-3 Давление будет Ргп<-Р&, вследствие
чего нарушится циркуляция воды в си¬
стеме.В более протяженной системе с боль¬
шим количеством стояков указанное поло¬
жение может привести к тому, что часть
стояков системы, присоединенных между
точками 1—3, будет работать в зависимости
от положительного избыточного давления, а стояки, находящиеся
а теми точками, где избыточное давление равно нулю, не будут
Ра отать полностью (отсутствие циркуляции).* Температура кипения воды зависит от давления. При да л
температура кипения 1К снижается, 7К<Ю0°С.155Рис. 1У.24. Рекомендуе¬
мый способ присоедине¬
ния расширительного со¬
суда в системе водяного
отопления с насосной
циркуляцией
Рассмотрим ту же схему отопления, но с расширительным сосу¬
дом, присоединенном перед насосом (рис. IV.24). Внесем в
табл. 1У.12 величины полных давлений в точках 1, 2, 3, 4 при без¬
действующем и работающем насосе.Т а б л и ц а IV. 12Полное давление в точках системыТочкипри бездействующем насосеири работающем насссе1Р1 = Ра + ЬгЧр\ =Р& Ь-Ьху + + 2)1_3_42Р2 = Ра + Л2\’Р2 = Ра + + 2 (Я/ + 2)2_1_з_43Рз = Ра Ьр\ — /’а + ЛIV + 2.(Я/ + 2)3_44Р4 = Ра+ (^2 т ^з) Vр\ = />а + 012 +.Аз) VЗдесь 2(/?Л-2) 1_з_4 — давление, необходимое для преодоления гидравлических потерьна участках I—3—4; 2(/?/+2)2	х	3	4 — то же> на Участках 2—I—3 4; 2(/?/+.2) з_4 тоже. на участках 3—4.Из табл. IV. 12 видно, что точки циркуляционного кольца систе¬
мы отопления 1, 2, 3 и 4 находятся под положительным давлением
насоса, равным гидравлическим потерям на участках от рассматри¬
ваемой точки до точки 4 (место присоединения расширительного
сосуда), т. е. давления, создаваемые насосом в рассматриваемых
точках, будут равны:А=Алс—2 (Я*+А-а-!;Р-2 = Рвас ~ 2 + ^)о-2?А=А,ас — 2 + ^)0—2—1—а!А=(Л2+Л 8) V-Из приведенных выражений видно, что только на точку 4 (ме¬
сто присоединения расширительного сосуда) не будет распростра¬
няться действие насоса, т. е. точка 4 является нейтральной в систе¬
ме с расширительным сосудом, присоединенном перед насосом.
Гидравлические потери на участок 4—0 преодолеваются за счет
всасывающего действия насоса.В заключение следует отметить, что в насосных системах отоп¬
ления давление в трубопроводе зависит от места присоединения
расширительного сосуда. В целях обеспечения положительного
давления по всему циркуляционному кольцу (кольцам) расшири¬
тельный сосуд следует присоединять перед всасывающим отверсти¬
ем насоса, на обратном трубопроводе.В случае, если расширительный сосуд нельзя присоединить на
обратном трубопроводе перед насосом (в районных системах отоп-156ченпя), последний нужно поднять над верхней точкой розлива го¬
рячей зоды на высоту Н (рис. I\л.25), определяемую в м из выра¬
жения!г	2 (Я/ + -2)4,5,6.1 | |1000 ’ ’ ’не п — высота от верхней точки горячего розлива до патрубкаЛ	2 (Я/+ 2)4.5,6,1контрольной трубы; —*—■ — гидравлические потеритрубопроводами от места включения в систему расширителя (р)
до насоса (полуконтур 4, 5, 6, /); 1, 1—запас давления. Трассы1,	2. 3, 4 работают под давлением, создаваемым насосом.Рзудиршпельныйскидт~У/I *СРэ13=ы*о=□=АвтоматическийвоздухосборникI.4Рис. 1\'.25. Пример присоединения
расширительного сосуда к верхней
точке горячего розлива насосной
системы отопленияРис. IV. 26. Устройство обвязки
трубопроводов центробежных на¬
сосовПодбор насоса. Назначение насоса — создать давление, необхо¬
димое для циркуляции воды в системе, и потому насос в системах
отопления обычно называют циркуляционным.В насосных системах отопления насос не служит для подъема
воды на высоту. Ввиду этого давление, развиваемое насосом, отно¬
сительно невелико; количество же воды, перемещаемое по системе,
значительно. Давление, развиваемое насосом, определяют как раз¬
ность показаний манометров- на нагнетательном и всасывающем
патрубках насоса.В качестве циркуляционных насосов применяют центробежные,
в п5аюш',1е непрерывный поток воды. При этом насос включают
во	магпстраль, так как при перемещении более холоднойис‘М!НЬШе изнашпваются его роторное колесо и подшипники и
куляии'еТСЯ ВСК1Шание воды. В практике устанавливают два цир-
переменноЫХ Насоса с тем> чт°бы их можно было эксплуатировать(рис^ 1Ру^ЦНОнные насосы снабжают обводной линией
сов (возмп включаем°й в случае остановки центробежных насо-
жность аварии). Через обводную линию может осуще-157
ствляться циркуляция воды. Она, кроме того, может служить одни}*
из средств количественного регулирования системы отопления пу¬
тем пропуска части воды, т. е. переводом насоса на частичную ра¬
боту «на себя».Подбирают насосы по их характеристикам.В характеристику насоса входят графическое изображение за¬
висимости давления р, развиваемого насосом, коэффициента полез¬
ного действия 11 и мощности N от производительности С насоса,
т. е. характеристика, представляет собой семейство кривыхР=/(0); N==/(0); ■»! = / {О)при постоянном числе оборотов п.Насосы для систем отопления подбирают по их производитель¬
ности и давлению, необходимому для преодоления гидравлических
потерь трубопроводами системы.Производительность насоса определяют в кг/ч или м3/ч по фор¬
мулам—. V = --сМ >ОсМу сргде С — производительность насоса, кг/ч; V — производительност
насоса, м3/ч; (2 — тепловые потери зданием, ккал/ч; Л( — приняты^
перепад температур теплоносителя в системе отопления, грал
с— теплоемкость воды, ккал/кг-град; уср — объемная масса цир
кулирующей воды, кг/м3.Мощность двигателя для насоса определяют в кВт из выражен»N=			 ,Зб00т]и1)р,п-102где р— давление, развиваемое насосом, кг/м2; т)н — к. п. д. насос
%.п — к. п. д. ременной передачи.Ввиду того, что характеристики центробежных насосов полу
ны на определенное число оборотов двигателя (при п=1000, 1
и 2900), не всегда удается для заданных V и р подобрать насос
уже представленной в каталоге характеристикой. Величины V и.
по каталогу обычно существенно отличаются от заданных. Всл
ствие этого возникает необходимость в определении нового чи
оборотов, при которых производительность и давление максимал*
но приближались бы к заданным значениям V и р.Определение нового числа оборотов называют пересчетомрактеристики насосов.Теоретическое рассмотрение работы насоса позволяет устан
вить, что при изменении числа оборотов насоса от п\ до п2, т. е.;
Л|/п2 = 1'и раз, производительность V изменится также в 1п Р-
величина давления р в 1п2 и величина расходуемой мощности N ■
в 1п3. При работе насоса на одну и ту же систему расход воды
меняется пропорционально изменению числа оборотов насоса°1 «1 _ ;^	1пш158П-'-втенип меняются прямо пропорционально квадрату измене-
' 2
/’1 "1инк члсел оооротов: —	.Расходуемые мощности (без учета мощностей на трение в под¬
шипниках и сальниках, на ременную передачу и т. д.) меняются
прямо пропорционально изменениям числа оборотов в кубеАЧ _ 111п*~'При этом имеется в виду, что к. п. д. насоса не изменяется.
Имея характеристику при каком-либо одном числе оборотов пи
при других значениях производительности можно с помощью ука¬
занных выше равенств получить характеристику насоса при другомчисле оборотов, т. е.,;1 _ °1 __ 1 /~ Р\ ~л/ ДТ1П~1 О2 Г Р'1 | ДГ'1Устройства для спуска воздуха из систем водяного отопления.Содержание воздуха в воде в общем виде определяется зависи¬
мостью0=/[р, (),где р — давление, под которым находится вода; / — температура
воды.Существенным условием, влияющим на удаление воздуха из
системы, является скорость движения воды. При неизменном дав¬
лении и температуре, но с увеличением скорости V условия для
удаления воздуха затрудняются.Воздух выделяется из воды с понижением р, возрастанием I и
снижением V. Указанную зависимость интенсивности выделения
воздуха из воды используют при выявлении рациональных спосо¬
бов удаления воздуха из систем водяного отопления.В водяном отоплении с естественной циркуляцией со скоростью
движения воды, не превышающей 0,2 м/с, удаление воздуха проис¬
ходит в системах с верхней разводкой через расширительный сосуд,
в системах с нижней разводкой — через специально устроенные
воздушные линии, которые подводят воздух к автоматическим воз-
ДУхоотводчикам (рис. 1У.27).В водяном отоплении с насосной циркуляцией, со скоростью
ижения воздуха больше 0,2 м/с, воздух удаляется в системах с
Раз*16*1 Разв°Дк°й через воздухоотводчики, в системах с нижней
кото°ДК°П ~~ чеРез специально устраиваемые воздушные линии,
т РЫе подводят воздух к автоматическим воздухоотводчикам,
Куляцир-^°ГИчно системам с нижней разводкой и естественной цир-ВоД'Пш1НЦППНальная схема устройства автоматических воздухоот-
0в была показана на рис. 1У.27. Поплавок /, обычно свобод¬159
но пропускающий воздух в отверстие 2, закрывает его, всплывая
при заполнении корпуса водой. При понижении уровня воды по¬
плавок опускается и открывает отверстие 2 для выхода воздуха.В насосных системах автоматические воздухоотводчики ре¬
комендуется устанавливать на проточных воздухосборникахк 11 ГРис. 1У.27.
Принципи¬
альная схе¬
ма автома¬
тического
воздухо-
отводчикаРис. 1У.28. Установка про¬
точного воздухосборника и
автоматического воздухо-
отводчика:1 — воздухосборник; 2 — авто¬
матический воздухоотводчик;
3 — спуск грязи(рис. 1У.28). Проточный воздухосборник — отрезок трубы диамет-^
ром, значительно превышающим диаметр магистрального трубой
провода, монтируется перед последним в ответвлении стояком. |В проточном воздухосборнике1а)ВозвухоНыпускной кранIРис. 1У.29. Устройство спуска воз¬
духа в системе водяного отопле¬
ния с нижней разводкой:
а — возможное устройство; б — нере¬
комендуемое устройствовследствие того, что диаметр егг"
больше диаметра магистральной*
трубопровода, скорость воды рез,
ко снижается, чем создаютс,
благоприятные условия для вы
деления из воды пузырьков вое
духа.Диаметр проточного возбухо
сборника можно определить
формулес1„0,1-А.где <ум — скорость воды в магис"
ральном трубопроводе, м/с; 0,1—принимаемая скорость воды
воздухосборнике; йк — диаметр магистрального трубопровода,В системах отопления с нижней разводкой удалять воздух мож
но не через воздушную линию, а через специальные воздуховы^
пускные краны, устанавливаемые на всех радиаторах верхнего эта.
жа (рис. 1У.29). Вместо воздушного крана Маевского (рис. 1У.30, (С
нашел применение шуруп, ввертываемый в верхнюю глухую радия?
торную пробку (рис. 1У.30, б).160При установке воздуховыпускных кранов в радиаторных проб¬
ках подводки горячей воды к нагревательным приборам следует
присоединять к нижней радиаторной пробке. Объясняется это тем,
что в случае присоединения подводок по обычной схеме (горячая
поДводка сверху, обратная снизу) при малейшем понижении воды
в системе и в радиаторах верхних этажей в них прекращается ’
циркуляция воды и они перестают работать.Рис. 1У.30. Устройство для спуска воздуха из приборов:
а — кран системы Маевского; 6 — шуруп, применяемый взамен воздуховыиуекпого кранаСледует отметить, что воздуховыпускные краны, установленные
на приборах, обслуживаются вручную, что в эксплуатационном
отношении менее удобно, чем устройство для удаления воздуха
через специальную воздушную линию.Воздушные линии во избежание замерзания нельзя проклады¬
вать на чердаках.ГЛАВА VПАРОВЫЕ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ§ 23. ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ-ПАРАЕсли при сохранении давления постоянным сообщать жидкости
теплоту, то, как показывает опыт, ее температура повышается толь¬
ко до известного предела: до температуры кипения, соответствую¬
щей данному давлению.При дальнейшем подводе тепла жидкость кипит и постепенно
переходит в пар. Если при этом давление постоянно, то у всех жид¬
костей наблюдается характерное явление — температура смеси
жидкости и пара остается неизменной и равной температуре кипе¬
ния до той поры, пока вся жидкость не перейдет в пар.Когда частицы жидкости взвешены в паре, т. е. распределены
в нем более или менее равномерно, то смесь называют влажным
насыщенным паром. Но 1 кг воды имеет значительно меньшее теп¬
лосодержание, чем 1 кг пара, полученного из нее, несмотря на то,что оба находятся под одним и тем же давлением при одинаковой
температуре.6-832	)61
Теплосодержание 1 кг пара больше теплосодержания 1 кг воды
на величину скрытой теплоты парообразования. Так. при маномет¬
рическом * давлении пара 0,2 кг/см2 теплосодержание 1 кг воды
равно 104,3 ккал/кг, тогда как теплосодержание 1 кг пара —
640,8 ккал/кг, температура же обоих теплоносителей равна 104,2° С.
Разница теплосодержания 1 кг пара и 1 кг воды составляет теплоту
парообразованияг=640,8 —104,3=536,5 ккал/кг.Это означает, что если 1 кг пара, находившегося под давлением
0,2 кг/см2, сконденсируется в воду, которая будет тоже находиться
под давлением 0,2 кг/см2, то будет выделяться 536,5 ккал/кг.Нагревательные приборы отдают тепло за счет скрытой теплоты
парообразования (фазовое превращение), благодаря чему пар яв¬
ляется более ценным теплоносителем в системах отопления.Вследствие значительно большего коэффициента теплоперехода
от пара к стенке, чем от воды, коэффициенты теплопередачи нагре¬
вательных приборов в паровых системах отопления больше на 25—
30%, чем в водяных системах. Кроме того, из-за большей расчет¬
ной разности температур ^Пр—(температура прибора и воздуха
помещения) в паровых системах отопления теплоотдача 1 м2 нагре¬
вательного прибора в итоге получается на 35—40% больше, чем
от 1 м2 такого же прибора при теплоносителе-воде при средней ее
температуре 80° С.Существенным преимуществом пара является малая объемная
масса его. Так, при давлении 0,7 кг/см2 'уп=:0,687 кг/м3, что меньше,
чем у воды при температуре 80° С, в 1420 раз. Это свойство позво¬
ляет практически не учитывать статическое давление в паровых
системах даже очень высоких зданий.Вместе с тем большим недостатком пара как теплоносителя яв¬
ляется высокая температура его (не менее 100° С) и соответствен¬
но высокая температура поверхности металлических нагреватель¬
ных приборов.Разложение органической пыли, оседающей на поверхности на¬
гревательных приборов, загрязняет воздух помещения.В зависимости от давления пара, применяемого в качестве теп¬
лоносителя, паровое отопление устраивают трех видов: низкого
манометрического давления (до 0,7 кг/см2), высокого давления (вы¬
ше 0,7 кг/см2), вакуумное (с давлением ниже атмосферного).§ 24. ПАРОВЫЕ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ .Принципиальная схема парового отопления низкого давления
показана на рис. УЛ. Она состоит из трех основных элементов: па¬
рового котла, нагревательных приборов, сети трубопроводов.*	Здесь и далее давление пара указано по показаниям манометра, которое
меньше абсолютного на 1 ат.162Действие системы состоит в следующем. Вода, которой заполнен
генератор тепла — котел до известного уровня, подогревается. Пос¬
те нагревания воды выше 100° С образуется пар, который начинает
перемешаться по трубопроводам в нагревательный прибор. Охлаж¬
даясь при соприкосновении со стенками нагревательного прибора,
тт конденсируется. При этом в основном скрытая теплота парооб¬
разования через стенки прибора передается отапливаемому поме¬
щению. Образовавшийся кон¬
денсат возвращается из прибо¬
ра самотеком по трубопрово¬
дам (конденсатопроводам) в
котел для повторного превра¬
щения в пар.Так как до 'пуска системы
нагревательный прибор я тру¬
бопроводы заполнены возду¬
хом, пар может поступить в
прибор только после .предва¬
рительного вытеснения возду¬
ха, как более тяжелой среды.Воздух удаляется из системы,
перемещаясь по пути следова¬
ния пара до нагревательного
прибора и далее по конденса-
топроводу, перемещаясь .па¬
раллельно с конденсатом. Та¬
ким образом, сечение конден-
сатопровода должно быть до¬
статочным для перемещения конденсата и воздуха.Конденсатопровод, в котором перемещаются конденсат и воздух,
называют условно сухим. Сухой конденсатопровод, прокладывае¬
мый с уклоном 1 = 0,005 для самотечного перемещения конденсата,
переходит в вертикальную трубу, занимая полное сечение которой,
конденсат возвращается в котел. В точке а, соединяющей горизон¬
тальную трубу с вертикальной, воздух через воздушную трубку
удаляется в помещение котельной.Таким образом, паровая система отопления отличается от во¬
дяной тем, что в паровой системе отсутствует расширительный
сосуд; воздух удаляется из системы не через верхнюю точку ее, а
внизу (в подвале, в помещении котельной), перед местом попаданияконденсата в котел, через специально устраиваемую воздушную
трубку.^ Трубопроводы в паровой системе разделяются на паропроводы,
’Дущие до нагревательного прибора, и конденсатопроводы — от
агревательного прибора до генератора тепла.сп Ремещение теплоносителя пара происходит вследствие разно-давлений пара в котле и перед нагревательным прибором,
пап аР°вая система отопления должна быть рассчитана так, чтоСфг
Р. поступивший в нагревательный прибор, полностью сконденси-6*163Рис. УЛ. Принципиальная схема паровой
системы отопления низкого давления с
верхней разводкой и самотечным воз¬
вратом конденсата (с сухим конденса-
топроводом):/ — паровой котел; 2 — нагревательный при¬
бор; 3 — вентиль; 4 — тройник с пробкой; 5 —
воздушная труба; 6 — сухой конденсатопро¬
вод; 7 — мокрый конденсатопровод. Стрелкой
показан уклон трубы
ровался. Регулирование поступления пара в прибор, в случае необ¬
ходимости, производится вентилем, устанавливаемым на горячей
подводке к нагревательному прибору.Контроль за подачей пара к нагревательному прибору можно
осуществить установкой на кондепсатопроводе за прибором трой¬
ника с пробкой (см. рис. \7.1). Вывертывая пробку, можно устано¬
вить регулировкой вентилем на пароподводящей трубе такой ре¬
жим, при котором пар
будет полностью конден¬
сироваться в приборе.
Пар, попавший в конден-
сатопровод, будет выхо¬
дить в помещение котель¬
ной по воздушной трубе.
За каждым нагреватель¬
ным прибором целесооб¬
разнее устанавливать па-
розапиратель (рис. У.2),
который пропускает воз¬
дух и конденсат, но пре¬
пятствует проходу пара.Принцип работы па-
роза.пирателя состоит в
следующем. Герметиче¬
ская гофрированная ко¬
робка (сильфон) заполнена спиртом. При температура пара короб¬
ка растягивается, и прикрепленный к ней конусный золотник закры¬
вает отверстие для прохода пара. При омыванин воздухом или кон¬
денсатом, температура которого ниже температуры пара, коробка
не растягивается и отверстие остается открытым.Давление пара в генераторе тепла слагается из потерь давления
на преодоление гидравлических сопротивлений в трубопроводе
2(/?/ + 2) и в нагревательном приборе, перед вентилем которого
обеспечивается определенное расчетное давление.Обычно давление пара в генераторе тепла назначают в зависи¬
мости от протяженности системы •— расстояния от генератора тепла
до наиболее удаленного вертикального стояка. По данным практи¬
ки, при протяженности системы до 100 м давление принимают до
0,1 кг/см2, до 200 м — до 0,2 кг/см2, до 300 м — до 0,3 кг/см2.Величина расчетного давления пара в котле определяется раз¬
ностью уровней воды в вертикальном участке конденсатопровода
(мокрый конденсатопровод) и в генераторе тепла.Столб воды высотой к должен уравновешивать давление пара
в котле. Высота соответствует давлению пара в котле, выраженно¬
му в метрах водяного столба.С достаточной точностью можно считать, что давление в 1 кг/см2,
равное 1 ат, уравновешивается столбом воды высотой 10 м. В на¬
шем случае более точно величину к можно определить по формулеРис. У.2. Конденсационный горшок терми¬
ческого действия:1 — чугунный корпус; 2 — сильфон (из легкорас-
ширяющегося сплава); 3 — клапан1С4ЖЬ=р!у гае Р — давление пара в котле; у — объемная масса кон¬
денсата.При расчетном давлении в котле 0,1 кг/см-* уровень воды в вер¬
тикальном участке конденсатопровода будет на 1 м выше уровня
воды в генераторе или к= 1 м; при давлении 0,2 кг/см2 /г = 2 м.Расстояние к\ (см. рис. V.!) в целях предохранения воздушной
трубки от заливания (при повышении давления в котле против рас¬
четного) принимают равным на 250—300 мм выше уровня воды вкондепсатопроводе.На основе принципиальной схе¬
мы устраивают следующие схемы
парового отопления низкого давле¬
ния, описанные ниже.Паровая система отопления низ¬
кого давления с верхней разводкой
с самотечным возвратом конденса¬
та (с «сухим» конденсатопроводом).Данная схема (рпс. У.З) повторя¬
ет, по существу, полностью рассмот¬
ренную принципиальную схему па¬
ровой системы отопления. Отлича¬
ется эта схема тем, что здесь пар из
генератора тепла (котла) поступает
в главный стояк, затем по магист¬
рали, вертикальным стоякам и верх¬
ним подводкам подается в нагрева¬
тельные приборы. Конденсат, обра¬
зующийся в нагревательных прибо¬
рах, стекает по конденсатопроводам
в котел.Описываемая схема выгодно отличается от других рассматри¬
ваемых ниже тем, что пар поступает в нагревательные приборы ио
стоякам сверху вниз, при этом конденсат, образующийся в стояках-
паропроводах, стекает по стенкам труб вниз в одном направлении
с движением пара. Исключение составляет только главный стояк,
в котором конденсат, образующийся при движении пара (за счет
тепловых потерь трубопроводами), стекает навстречу пару. Попут¬
ное движение пара и конденсата являются целесообразным, по¬
скольку при таком движении двух сред не нарушается режим дви¬
жения пара и конденсата -— отсутствуют толчки, гидравлические
удары, характерные при противоточном направлении движения па¬
ра и конденсата в одной трубе.Подающую магистраль прокладывают с уклоном в сторону дви-жбния пара, а конденсационную линию — с уклоном в стооону
котла.	' у[тоИи^ЛИ! Ь—,гг*"? 1I г-1—1
1 [О; |‘"Н-нXвет.„111 *Рис. У.З. Схема паровой системы
отопления низкого давления с
верхней разводкой и самотечным
возвратом конденсата (с сухим
конденсатопроводом)Паровая система отопления низкого давления с нижней развод¬
кой и самотечным возвратом конденсата. Такая система (рис. У.4)
отличается от системы с верхней разводкой положением магист-165
ралыюго паропровода и устройством отвода (осушки) конденсата
из паропровода 11-образной петлей.На рис. У.4 показан гидравлический затвор-водоотводчик. На
нижней части петли устанавливают тройник с пробкой, необходи¬
мой для прочистки петли, а также спуска воды из нее при дли¬
тельном прекращении работы системы во избежание замерзания
воды в петле. Высота 11-образного гидравлического затвора опреде¬
ляется величиной Н (рис. У.4)://=//1—)—//зап.где //1 —высота столба воды, уравновешивающего давление пара
в месте присоединения гидравлического затвора; Нзап — запас, учи¬
тывающий колебание давления пара в трубопроводе, уравновеши¬
ваемый столбом воды высотой 0,2—0,25 м.ГкРис. У.4. Схема паровой системы отопления с нижней разводкой и
самотечным возвратом конденсата:
а — гидравлический затвор-водоотводчикВысоту Н1 определяют по формулеНг = РТ/\В,Где рт — давление пара в трубе в месте присоединения гидравли¬
ческого затвора, кг/м2; ув — объемная масса воды, уравновешиваю¬
щая давление пара в месте присоединения затвора, кг/м3.По сравнению с описанной ранее системой с верхней разводкой
в системе с нижней разводкой пар поступает в нагревательные
приборы по восходящим стоякам, при этом образующийся конден¬
сат стекает навстречу движению пара. Вследствие этого скоросхь
движения пара по стоякам должна быть меньше скорости переме¬
щения его в стояках системы с верхней разводкой. При больших
скоростях движения пара последний, поднимаясь вверх, способен166подхватывать стекающий вниз конденсат, что сопровождается шу¬
мом.Паровая система отопления низкого давления со средней раз¬
водкой и сухим конденсатопроводом. В зданиях высотой в 3—5 эта¬
жей устраивают паровые системы отопления низкого давления со
средней разводкой пара (рис. У.5).Паровую магистраль в такой системе прокладывают под потол¬
ком одного из этажей; часть системы, расположенная выше паро¬
вой магистрали, будет аналогична системе с нижней разводкой,Й гГ
1ей□41ей1да1±а [:
1"а [:
1“О г1!Рис. У.5. Схема паровой системы
отопления низкого давления со
средней разводкой и сухим кон¬
денсатопроводомРис. У.6. Схема паровой системы
отопления низкого давления с
верхней разводкой и мокрым кон¬
денсатопроводома другая часть, расположенная ниже паровой магистрали, аналогич¬
на системе с верхней разводкой.К преимуществам системы следует отнести рациональный (без
специальных устройств) отвод конденсата из паропровода и рацио¬
нальное размещение магистрального паропровода в отапливаемом
помещении. Отдача тепла паропроводом в этом случае использу¬
ется для отопления.Паровая система отопления низкого давления с верхней развод¬
кой и «мокрым» конденсатопроводом. При прокладке магистраль¬
ного конденсатопровода ниже уровня воды в котле (рис. У.6) для
спуска воздуха в паровой системе отопления низкого давления пре¬
дусматривают специальную воздушную линию. Эта линия должна
проходить выше уровня воды в котле, т. е. вертикальное расстояние
Н от уровня воды в котле до воздушной линии определяется по фор¬
муле, приведенной вышеН —Н\~)гН зап>167
где НI — высота столба воды, уравновешивающая давление пара в
котле, м; Язап — запас высоты столба воды, учитывающий колеба¬
ние давления пара в котле, уравновешиваемый столбом воды высо¬
той 0,25 м.Величину Я, для данной системы определяют по аналогичной
формуле=М:в>где р — давление пара в котле, кг/м2; ■ув — объемная масса столба
воды, уравновешивающего давление пара в котле.К воздушной линии, прокладываемой обычно горизонтально,присоединены все конденсацион¬
ные стояки. Для выпуска воздуха
устраивают трубу а.Магистральный конденсато-
провод, служащий в этой системе
только для отвода конденсата,
полностью заполнен водой в от¬
личие от паровой системы с су¬
хим конденсатопроводом, и поэ¬
тому его называют мокрым.Паровая система отопления
низкого давления с перекачкой
конденсата в котел при помощи
насоса. Паровые системы отоп¬
ления низкого давления с само¬
течным возвратом конденсата
можно устраивать, как это видно
из рис. У.1, в случае размещения
парового котла ниже нагрева¬
тельных приборов.В системах большой протя¬
женности в связи с увеличением расчетного давления пара в котле
требуется соответственно еще больше углубить котельную.Если заглубить котельную затруднительно (обычно при давле¬
нии выше 0,2 кг/см2), применяют паровую систему отопления низ¬
кого давления с перекачкой конденсата при помощи насоса. В этой
системе нагревательные приборы можно устанавливать ниже котла.В паровой системе отопления с перекачкой конденсата развод¬
ка паропроводов может быть любой — верхней, нижней, средней.
Конденсат из системы отопления поступает в конденсационный
бак, откуда с помощью центробежного питательного насоса пере¬
качивается в котел (рис. У.7).Питательный насос рекомендуется устанавливать ниже дна кон¬
денсационного бака для того, чтобы насос находился под заливом.
Необходимость такой установки насоса объясняется тем, что высо¬
та всасывания насоса зависит от температуры перекачиваемой во¬
ды: с повышением.температуры воды эта высота резко снижается.
Следует иметь также в виду, что при создаваемом во всасывающей	СЁ+ЙI□жа
1243Рис. У.7. Схема системы отопле¬
ния низкого давления с перекач¬
кой конденсата в генератор тепла
при помощи насоса:1 *— паровой котел; 2 — конденсацион¬
ный бак; 3 — питательный центробеж¬
ный насос; 4 — обратный клапан; 5 —
воздушная труба; /г — высота подъема
конденсата168трубе ^насоса вакууме, при котором понижается температура кипе-
ння воды, горячая вода быстрее холодной перейдет в парообразное
состояние. Переход воды в парообразное состояние резко снизит
(если не сведет к нулю) производительность насоса. Установка на¬
соса «гюд залив», т. е. под давлением столба воды, устраняет воз¬
можность описанного явления.В паровой системе с перекачкой конденсата воздух удаляется
по конденсационной магистрали и выходит в атмосферу через кон¬
денсационный бак. В закрытом баке для этой цели устраивается
специальная воздушная труба. Во избежание выхода пара в атмо¬
сферу через конденсационную магистраль в конце этого трубопро¬
вода, у бака, устанавливают конденсационный горшок.§ 25. ПАРОВЫЕ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯПаровыми системами отопления высокого давления называют
системы с давлением пара от 0,7 до 3 кг/см2.Верхний предел давления пара лимитируется в основном меха¬
нической прочностью нагревательных приборов.Количество тепла, получаемого нагревательным прибором, рав¬
няется<3=[С11 (4-4)“ЬГ 4"СВ (^Н_ ^к)]^'где сп — теплоемкость пара (»0,44 ккал/кг • град); г —скрытая
теплота парообразования (540 ккал/кг); св — теплоемкость воды;
/„ — температура пара, поступающего в прибор; (п — температура
насыщения пара; (к — температура конденсата, вытекающего из
прибора; С — количество пара, поступающего в прибор, кг/ч.При охлаждении перегретого пара до состояния насыщения теп¬
ла выделяется меньше по сравнению со скрытой теплотой парооб¬
разования. Кроме того, коэффициент теплоперехода перегретого
пара а —невелик, он равен 200—300 ккал/м2 • ч-град (перегретый
пар обладает свойствами газов), тогда как насыщенный пар имеет
а— 10 0С0 ккал/м2-ч • град. Поэтому перегретый пар в качестве теп¬
лоотдающей среды применять нецелесообразно — увеличивается
поверхность нагревательных приборов.Паровые системы отопления высокого давления, как правило,
получают пар от отопительно-производственных котельных. Такие
системы отопления применяют с верхней, нижней и средней развод¬
ками пара; тупиковые и с попутным движением конденсата.На рис. \7.8 показана паровая система отопления высокого
Давления с верхней разводкой пара — тупиковая. Пар давлением
выше 3 кг/см2 подается из заводской котельной по паропроводу1	В парораспределительную гребенку, от которой по ответвлению
он поступает на технологические нужды.В системах отопления давление пара снижают при помощи ре¬
акционного клапана РК; пар поступает в парораспределительную
ребенку с давлением не выше 3 кг/см2. На гребенке установлен
Редохранительный клапан ПК, гарантирующий давление в сети ие169
выше заданного. Если редукционный клапан не снизит давление
пара до 3 кг/см2, предохранительный клапан откроется для выпуска
пара в атмосферу.От парораспределительной гребенки пар по паропроводу посту¬
пает к стоякам и далее к нагревательным приборам. В последних
пар конденсируется, отдавая скрытую теплоту парообразования.
Конденсат по конденсатопроводам поступает в котельную.В паровых системах высокого давления температура конденса¬
та практически равняется температуре пара, находящегося в при¬
боре, т. е. выше 100° С. Поэтому конденсат в отличие от паровых
систем низкого давления удаляется не самотеком, а давлением
пара.61*	7_у	5Рис. У.8. Схема паровой системы отопления высокого давления с верх¬
ней разводкой пара — тупиковая:/ — пар из котельной; 2 — пар на технологические нужды (давление выше
3 кг/см-); 3 — пар к калориферам вентиляции; 4 — пар в систему отопления;5 — П-образиый компенсатор; Ь — неподвижная опера; /Сг — конденсационный
горшок; РК — редукционный клапан; ПК — предохранительный клапан; 7 — об¬
водная линия (на случай ремонта редукционного клапана); 5—манометрВ отличие от системы низкого давления в данном случае на под¬
водках к нагревательным приборам (паровой и конденсационной)
устанавливают вентили на обеих подводках. При выключении на¬
гревательного прибора следует закрыть оба вентиля.На конденсационной магистрали на группу стояков устанавли¬
вают конденсатоотводчик. Конденсат из парораспределительных
гребенок удаляется аналогично. При пуске системы высокого дав¬
ления воздух под давлением пара вытесняется из системы через
конденсатопроводы и обходные линии у конденсатоотводчиков.Для компенсации температурных удлинений паропроводов и
конденсационной магистрали устанавливают компенсаторы в соот¬
ветствующих местах системы между неподвижными опорами.Чтобы обеспечить более надежную работу всех нагревательных
приборов паровой системы отопления высокого давления, целесо¬
образно устраивать попутную разводку магистральных конденса-
топроводов (рис. У.9). Аналогично насосной системе водяного ото¬
пления с попутным движением воды в паровой системе отопления170длина всех расчетных колец — паровой линии плюс конденсацион¬
ной — будет одинаковой.Расчет трубопроводов паровой системы отопления высокого
давления с попутным движением конденсата необходимо выполнять
особенно тщательно. Метод расчета аналогичен расчету трубопро¬
водов водяного отопления с попутным движением воды в маги¬
стральных трубопроводах: определяют давление в точках присо¬
единения стояков к паровой и конденсационной магистралям. При■	I	I± таю сет жог,":-. Л;	I	2	1		.	1гО-! кгРис. У.9. Схема системы парового отопления высо¬
кого давления с попутным движением конденсатаэтом давление в точках ответвления от паропровода должно быть
больше давления в соответствующих точках присоединения тех же
стояков к конденсатопроводу. В противном случае конденсат мо¬
жет двигаться снизу вверх, т. е. будет происходить своеобразная
обратная циркуляция конденсата.§ 26. ВАКУУМ-ПАРОВОЕ ОТОПЛЕНИЕНедостатком паровых систем отопления является высокая тем¬
пература нагревательных приборов (не ниже 100° С). Из-за высо¬
кой температуры нагревательных приборов эти системы не удов¬
летворяют санитарно-гигиеническим требованиям для применения
в жилых и общественных зданиях.В вакуум-паровых системах отопления используют одно из
свойств воды — зависимость температуры кипения от давления
(табл. V. 1).Таблица У.1Зависимость температуры кипения воды от давленияДавление пара, кг/см2, в абсолютном
измерении0,30,50,70,9Температура пара, °С ...
'-крытая теплота испарения,
ккал/кг68,778,389,596,2558552,4545,7541,9171
Из этой таблицы видно, что при давлении ниже атмосферного
температура пара ниже 100° С. Следовательно, создавая в паровой
системе давления ниже атмосферного, температура пара и нагрева¬
тельных приборов будет ниже 100° С.На рис. V. 10 показана принципиальная схема вакуум-паровой
системы отопления. Вырабатываемый в котле пар поступает в на¬
гревательные приборы, в«О*Г	1	Уни оО? СПМокровоздушный насоскоторых он конденсиру¬
ется, отдавая скрытую
теплоту испарения. Дви¬
жение по трубопроводам
пара и конденсата побуж¬
дается пониженным дав¬
лением, создаваемым ва¬
куумным насосом. На
этом принципе действуют
субатмосферные системы.В отличие от субат-
мосферных в вакуум-па-
ровых системах за счет
создаваемого воздушным
насосом вакуума конден¬
сат движется по конден-
сатопроводам, а пар поступает в нагревательные приборы вслед¬
ствие избыточного давления его в «отле (0,05 — 0,1 кг/см2).В вакуум-паровой системе отопления из одного центра можно
качественно регулировать температуру нагревательных приборов-
путем изменения величины вакуума в системе с помощью вакуум¬
ного насоса.Существенным недостатком этой системы являются трудно ус¬
траняемые неплотности, через которые просачивается воздух в си¬
стему отопления. Вакуум-паровые системы отопления в СССР рас¬
пространения не получили.Рис. У.10. Принципиальная схема вакуумной
системы отопления:1 — автоматический воздушный кран§ 27. ДЕТАЛИ УСТРОЙСТВА ПАРОВЫХ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯУстройства для отвода конденсата. В паровых системах отопле¬
ния устройствами для отвода конденсата служат 11-образные петли
или конденсатоотводчики. В паровых системах высокого давления
такие петли не применяют вследствие того, что из-за высокого дав¬
ления высота их была бы слишком большой.Конденсатоотводчики по принципу действия различают на тер¬
мические и поплавковые. По режиму работы они могут быть пери¬
одического и непрерывного действия. На рис. V. 11 изображено
внутреннее устройство конденсатоотводчика термического действия.
Изоп#>гтую трубку наполняют спиртом; под влиянием температуры
входящих в трубку паров трубка выпрямляется и коническим золот¬
ником закрывает входное отверстие (слева). Конденсатоотводчики172термического действия устанавливают в паровых системах как
низкого, так и высокого давления.Конденсатоотводчики термического действия часто применяют
вместо И-образных петлевых затворов в тех случаях, когда для уст¬
ройства последних отсутствует необходимая высота.' На рис. У.12 показанконденсатоотводчик с оп¬
рокинутым поплавком.Детали его: корпус 1,
крышка 2, поплавок 4 и
рычаг 3 с шаровым кла¬
паном. Конденсат посту¬
пает в корпус горшка, в
котором имеется откры¬
тый поплавок. По напол¬
нении горшка конденса¬
том поплавок всплывает,
закрывая выпускной кла¬
пан. Затем поплавок, за¬
ливаемый конденсатом, опускается, открывая отверстие. После вы¬
пуска из конденсатоотводчика конденсат еще сохраняет давление,
соответствующее давлению пара перед конденсатоотводчиком, идаже может подняться на со¬
ответствующую высоту. Для
предотвращения обратного по¬
ступления конденсата в кон¬
денсатоотводчик из приподня¬
той конденсационной линии
этот прибор снабжен обрат¬
ным клапаном, размещенным
в месте выхода конденсата из
конденсатоотводчика.В момент нагрева системы,
когда образуется большое ко¬
личество конденсата, а давле¬
ние пара еще не установилось,
конденсат можно пропускать,
минуя конденсатоотводчик.
Вместе с конденсатом через
этот вентиль удаляется и воз¬
дух из системы. После прогре¬
ва системы вентиль обводной
трубы закрывается.Для обводного движения
конденсата во время ремонта
конденсатоотводчика и для продувки конденсатопровода служит
ооводная линия (рис. У.13). В конденсатоотводчике поплавкового
типэ непрерывного действия (рис. У.14) имеется закрытый попла-
который при помощи рычажной системы управляет выпуск-опрокинутым поплавкомРис. УЛ. Конденсатоотводчик термическо¬
го действия173
ным клапаном (золотником). При непрерывном поступлении кон¬
денсата в конденсатоотводчик шар поплавка находится в припод¬
нятом положении (плавает), открывая отверстие для выхода кон¬
денсата. При отсутствии конденсата поплавок опущен, и золотник
закрывает выходное отверстие.Конденсационный.Рис. У.13. Установка конденсационного горшкаКонденсатоотводчики устанавливают для отвода конденсата в !
паровых системах низкого и высокого давления. В паровых систе¬
мах отопления низкого давления (более 0,4 кг/см2) на конденсато-проводе перед ‘конденсатным ба- I
ком во избежание выхода пара в
атмосферу устанавливают кон¬
денсатоотводчик.Расчет (подбор) .'конденсато-
отводчиков ведут на заданный
перепад давлений до и после кон-
денсатоотводчика. При этом сле¬
дует сохранять давление после
отводчика, необходимое для
транспортировки конденсата до
котельной.Конденсационные баки изго- '
товляют обычно сварными из
листовой стали. Для удаления
воздуха и сообщения с атмосфе¬
рой в паровых системах отопле-
Рис. У.14. Конденсационный гор- ния конденсационный бак снаб-
шок с закрытым поплавком	жают воздушной трубой. Бакимеет герметичный люк, водомер- .
ное стекло, переливную и спускную трубу. Одночасовой расход кон- «
денсата определяют по формулеУ=Я/(г\),где — теплопроизводительность системы, ккал/ч; г — теплота па¬
рообразования, ккал/кг; у — объемная масса конденсата, кг/м3.174Рмклсть конденсационного бака принимают равной объему кон-
т гсата, поступающего из системы за 1—2 ч в небольших котель¬
ных к чугунными котлами); 0,5—1 ч —в крупных котельных.1	Рслп конденсат может поступить в бак, минуя конденсатоотвод-
к то бак рассчитывают на прочность по максимально возможно-
давлению пара, поступающего в бак. При давлении пара более0	7 кг''см2 он должен быть оборудован дву-
м'я предохранительными клапанами.Редукционные клапаны применяют для
снижения давления пара перед вводом его
в систему (рис. У.15). Давление пара сни¬
жается вследствие того, что он проходит
под золотник через малое отверстие с боль¬
шой скоростью. Регулируемое давление ус¬
танавливают натяжением пружины.С помощью редукционного клапана
можно поддерживать постоянное давление
пара в системе независимо от изменения
давления перед клапаном. Достигается это
тем, что площади поршня 2 и золотниково¬
го отверстия 1 равны, вследствие чего из¬
менение давления пара не оказывает воз¬
действия на степень открытия золотниково¬
го отверстия. Редукционный клапан слу¬
жит и запорным .вентилем.Подбор редукционного клапана состоит
в определении площади сечения прохода в
клапане /:/=0/?,где С — расход пара через редукционный
клапан, кг/ч; ^ — теоретический расход пара через 1 см2 сечения
прохода клапана, кг/ч.Подбирают редукционные клапаны по номограммам.
Компенсаторы. Для воспринятая трубами температурных удли¬
нении и разгрузки их от температурных напряжений служат ком¬
пенсаторы. При отсутствии компенсации в трубопроводе возникает
оо.1ьшое напряжение сжатия.^ Температурное удлинение стальных труб определяют по фор-Д 1—а (/, —/2) /,° ~Гз коэФФИ1№ент линейного удлинения трубы при нагревании
т] - принимаемый равным 0,0012 см/град-м; 1\ —-температура
т/гч"-, °,провода; ^2 — температура воздуха, окружающего трубопро-
Н ~ длнна тРУбы, м.Гнуты”0-0*188 РаспРостРанень1 гнутые и сальниковые компенсаторы,
буква"пГ(р1Пе11СатоРы — это тРУбы, выполняемые обычно в форме
• -альниковые компенсаторы применяют на трубопроводах175Рис. У.15. Редукционный
клапан
относительно больших диаметров (больше 75 мм). Компенсаторы
устанавливают в тех случаях, когда естественная компенсация труб
за счет использования их поворотов бывает недостаточна.При установке П-образных компенсаторов их растягивают на
длину, равную половине теплового удлинения, т. е. на величину
Д//2. П-образные компенсаторы устанавливают на середине между
двумя неподвижными опорами.§ 28. РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ ПАРОВЫХ СИСТЕМ
ОТОПЛЕНИЯ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯМетодика расчета трубопроводов паровых систем отопления
низкого давления в принципе не отличается от расчета трубопро¬
водов водяных систем. Однако при прохождении пара по трубе
вследствие его попутной конденсации изменяются количество пара,
а из-за потери давления на преодоление гидравлических сопротив¬
лений — объемная масса. Эти изменения ввиду их практической
незначительности не принимают во внимание, т. е. на каждом участ¬
ке паропровода считаются неизменными и расход пара, и его объ¬
емная масса.Диаметры паропроводов подбирают по таблицам или номограм¬
мам. При расчете паропроводов рекомендуется:на основании данных практики принимать начальное давление
в системе не выше 0,7 кг/м2;расчет начинать с ветви наибольшего протяжения, т. е. с ветви,
подводящей пар к наиболее удаленному нагревательному прибору;диаметры паропроводов можно назначать во избежание шума
и гидравлических ударов по скоростям, не превышая их предельных
значений (см. СНиП П-Г. 7—62).Максимально допустимые скорости пара следует принимать в
целях уменьшения количества конденсирующего в трубопроводах
пара.Потери давления в отдельных участках не должны отличаться
более чем на 25%. На неучтенные расчетом трубопроводов сопро¬
тивления следует предусматривать запас в размере 10% от рас¬
четных потерь давления.Расчет первой ветви (к наиболее удаленному нагревательному
прибору) можно вести, не задаваясь предварительно располагае¬
мым давлением. Приняв для расчета рекомендуемые предельные
скорости пара, следует выявить требуемое начальное давление, ко¬
торое не должно превышать рекомендуемых величин.При расчете паропроводов принимают, что сопротивление на¬
гревательного прибора компенсируется запасом давления перед
регулировочным вентилем прибора, равным 200 кг/м2.Диаметры конденсатопроводов подбирают по таблицам. При
этом следует иметь в виду, что диаметры, кроме количества тепла,
выделенного паром, из которого и получился конденсат, зависят
от характеристики конденсатопровода (сухой или мокрый), гори¬
зонтального или вертикального положения его и длины.170■Уо|, |('•ч» ‘г-э[Щ][Щ]УчХ-й-Nо>си
Конденсатопроводы прокладывают с уклоном 0,005 для обеспе¬
чения самотечного движения конденсата.Пример. Рассчитать часть трубопроводов системы парового отопления низ¬
кого давления, изображенной на рис. V. 16.Решение. Расчет начинаем с ветви, проходящей через наиболее удален¬
ный о г главного стояка прибор, который является самым неблагоприятным по
расположению.Разбиваем расчетную ветвь на участки. На последних указываем количество
тепла, подразумевая под этим соответствующее количество пара.Расчет заносим в табл. У.2, для которой используют тог же бланк, что и
при расчете трубопроводов водяного отопления. Диаметры участков паропровода
принимаем по таблице максимально допустимых скоростей движения пара, при¬
веденной в СНиП Н-Г.7—62.При расчете трубопроводов парового отопления низкого давления * в зави-Таблица У.2Расчет паропроводов системы парового отопления низкого давленияМг-участкаТепле вая
нагрузка
<3, ккал/чДлинаучастка1, ма, ммм/сЛ,кг/м* ■ мш,кг/м8лс/, кг/м2I! (Ш+2),кг/м812345678910Ветвь через стояк 1, прибор 2-го этажа, <2= 1600 ккал/ч135 6002.050 .10,75' 1,93,87,528,931,8217 8005,03214,46,532,510,570,0402,5312 0007,0329,853,222,41,03,125,548 8007,0251?,57,552,51,05,057,5556007,82012,7Р.574,04,523,097,0631003,0207,23,29,64,06,616,2716001,2156,94,55,419,029,034,42*» = 200,2 кг/м2; У2 = 164,7 кг/м2; 2 (Ш + 2) = 334,9 кг/м2.Располагаемое давление /78=2(/?/+2)б,7=50,6 кг/м2.Ветвь через стояк 1, прибор 1-го этажа, С = 1200 ккал/ч1012001,2155,32,83,420,518,53,418,550,6—21,92(/?/ +2)10=3,4+18,5=21,9. Запас давления 		 100=56%.симостн от предельной скорости пара, которую принимаем немного меньше пре¬
дельной, определяем потери на трение на 1 м длины паропровода и его диаметр.Подсчитываем коэффициенты местных сопротивлений на участках 1—7 и
вписываем их в графу 8 табл. У.2.На участке 1: вход из паросборника в трубу 5 = 0,5 (внезапное суже¬
ние); вентиль й=50 мм; 5=7,0; 2^=7,5.На участке 2: тройник на поворот 5=1.5; вентиль ё=32 мм; 5=9,0;
252=1Р,5.На участке 3: тройник на проход 5=1.0; 2&з=1 А*	См., например П. Ю. Г а м бург. Таблицы и примеры для расчета тру*
бопроводов отопления и горячего водоснабжения. М., Госстройиздат, 1961.На участке 4: тройник на проход 5=1.0; 254=1.0.На участке. 5: тройник на проход 5=1,0. Тройник на поворот в данном
случае можно брать как отвод й=20 мм, 5=1,5; скоба 5=2; 255=4,5.На участке 6; крестовина на проход при делении потока 5=2,0; скоба
“ = 2,0; 25б = 4,0.На участке 7; тройник на поворот 5=1,5; вентиль обыкновенный
= 15 мм; 5=16; утка (1=15 мм; 5=1,5; 257=19,0.Значения X в кг/м2 при расчете паропроводов систем низкого давления
можно определять по формулег = 0,032^2 2 С.	(V.!)Данные о местных сопротивлениях вписываем в графу 9 табл. У.2.Из расчетной таблицы видно, что общие потери давления в ветви через
стояк 1 и прибор 2-го этажа составляют2	(Я/ + 2)1 7 = 364,9 кг/м2.Отсюда давление пара в котле р с учетом давления перед нагревательным
прибором Рпр и 10%-ным запасом составитР = 1,1 2 (Ш + 2)\—7 + рпр = 1,1 -365 + 200 = 600 кг/м2.Расчет ветви через стояк 1 и прибор 1-го этажа. Определяем располагаемое
давление для расчета этой ветви (новым в ней является только участок 10);Р\о = 2 (Л/ + 2)6,7 = 50,6 кг/м2.Находим /?срю на трение при 65% потерь давления на трение;50,6-0,65
Рсрю =——— = 27,5 кг/'м2.По этой средней потере давления по расчетной таблице принимаем ближай¬
ший диаметр трубы, равный 15 мм. Определяем коэффициенты местных сопро¬
тивлений для участка 10; крестовина поворотная 5=3,0; вентиль й=1б мм, 5=»
= 16,0; утка Л= 15 м"М 5=1.5; 25ю=20,5.На участке потери давления составят 21,9 кг/м2, а располагаемое давление—■50,6	кг/см2. Регулировку давления производим вентилем.Таким образом, при расчете системы парового отопления низкого давления
мы получили необходимое давление пара в котле /7=600 кг/м2. Эта величина не
выходит за пределы рекомендуемого давления для радиуса действия системы до
100 м (1000 кг/м2).На схеме системы парового отопления (см. рис. У. 16) показано устройство
образной петли для дренажа паропровода. Внизу петли есть тройник с проб¬
кой для спуска воды на случай остановки системы и для прочистки самой пет¬
ли. Разность уровней конденсата в обоих стояках петли, умноженная на его
удельную массу, должна обеспечивать максимальное давление пара в точке а
плюс запас 250 кг/м2, т. е. Н\’=ра+250 кг/м2.Найдем величину Н. Давление в точке а будет равноРа = Рпр + ЩШ + 2\, 6 7 = 200 + 10 + 50,6 = 260,6 кг м2.Потери давления на участке 5'г,«/+*>,—ец^м..,0/ ,огДе 0,8 м — длина участка 5'.= Ра + 250; а=А±250 =_2_60.6 + 250 ==о>5зV	960Подобранные диаметры конденсатопроводов заносим в табл. У.З.179
Таблица У.ЗДиаметры конденсатопроводовучасткаТепловая нагрузка ф,
ккал/чй трубы, ммПоложение участкаI1 60015Г оризонтальныйИ3 10015ВертикальныйIII5 60015»IV5 60020Г оризонтальныйV8 80020»VI12 00020»VII17 80025»VIII35 60025Вертикальный§ 29. РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДОВ ПАРОВЫХ СИСТЕМ
ОТОПЛЕНИЯ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯРасчет паропроводов. При движении пара снижаются давление
его и температура вдоль паропровода. С некоторым приближением
изменение температуры по длине паропровода можно принять
линейным. В результате изменения давления и температуры изме¬
няется и объемна^ .масса пара. С достаточной для практики точно¬
стью можно считать, что объемная масса пара у прямо пропорцио¬
нальна давлению и обратно пропорциональна абсолютной темпера¬
туреVI	_ Р\ ^ ТV	РПри расчете паропроводов задаются начальным и конечным дав-
лением, находят удельное падение давления, по которому выявля-
ют диаметры паропроводов. Объемную массу пара для каждого %
участка сети определяют по среднему состоянию пара на участке. ’Расчет ведут с помощью таблиц или номограмм. От таблиц для Л
расчета паропроводов систем низкого давления они отличаются
тем, что удельные потери давления /?уСл и скорость уусл пара при-,
различных диаметрах и расходах пара приведены к значению у== 1 кг/м3. Объясняется это тем, что таблицы и номограммы для оп- -
ределения потерь давления в паропроводах высокого давления со¬
ставлены для условной объемной массы пара у=1 кг/м3, отвечаю- ч-
щей давлению пара 0,8 кг/см2.Вследствие этого для определения действительных величин
удельных потерь А? и скорости V найденные по таблицам и номо- :
граммам условные величины /?усл и %Сл для каждого участка де¬
лят на действительную отвечающую ему величину объемной массы-
пара у:Я=Яус*:т, ъ=ъуС1:х.При расчете паропроводов высокого давления потери в местных -
сопротивлениях ведут методом приведенных или эквивалентных180ди:н. Под эквивалентной длиной /аьв понимают длину прямого уча¬
стка трубопровода данного диаметра, сопротивление трения на ко¬
тором численно разно потере давления на преодоление данного
местного сопротивления:, X г'2у у г’2у	, у аоткудаПри определении /экв следует пользоваться таблицами, имеющи¬
мися в справочной литературе.Если действительная длина расчетного участка составляет I м,
то обшая потеря давления будет равнагде К — удельные потери давления на трение, кг/м2; 2^ — сумма
коэффициентов местных сопротивлений на участке.Расчет конденсатопроводов. В паровых системах высокого дав¬
ления конденсатопроводы находятся под давлением пара в точках
отбора конденсата из приборов. Таким образом, конденсатопроводы
являются напорными трубопроводами и рассчитывают их по таб¬
лицам [5].Расчетный объем конденсата для каждого участка конденсато-
провода в этом случае определяют в м3 по формулеV =—К	’ГсъЧкгде фн — тепловая нагрузка паропровода, ккал/ч; гср — скрытая
теплота испарения при среднем давлении на участке паропровода,
ккал'кг; ук — объемная масса конденсата, принимаемая равной1	кг/л.В конденсатопроводах, принимающих по пути конденсат, необ¬
ходимо обеспечить давление существенно ниже, чем в паропроводе,
на 0,3—0,5 кг/см2. Это необходимо для обеспечения дренажа из па¬
ропроводов и нормальной работы конденсатоотводчиков на общий
напорный конденсатопровод. Требуется обеспечить постоянное за¬
полнение конденсатопровода, устранив возможность его работы
неполным сечением.При расчете конденсатопроводов на самоточный слив располага¬
емое давление определяют по формуле/7 = Л.\Т1,где Н разность уровней в конце и начале конденсационной ма-
1Страли, м; у — объемная масса конденсата; 1] — коэффициент,
Дающий наличие в конденсационном трубопроводе эмульсииТл	) *ств ^°Лпчество пара Сп, образующегося за водоотводчиком вслед-11	е сипження давления, можно определить из выраженияОп—0(/, —/2): г,181
где С — количество конденсата, проходящего через конденсатоот-
водчик, кг/ч; 1\, /2 — температура выбрасываемого конденсата соот¬
ветственно при давлении р\ в конденсационном горшке и при дав¬
лении р2 — в конденсатопроводе за горшком.Объемную массу эмульсии уем находят по формулеТс/ О — Оп сп \
' I Ук	V,, )где ук. Ун — объемные массы конденсата и пара при давлении
кг/м3.Диаметры так называемых двухфазных конденсатопроводов оп¬
ределяют так же, как и диаметры напорных с пересчетом по фор¬
мулегде йк — диаметр конденсатопровода, определяемый по таблицам
для расчета напорных конденсатопроводов (или с допустимой точ¬
ностью по таблицам расчета трубопроводов водяного отопления);
р — поправочный коэффициент, принимаемый по специальной таб¬
лице [22] и определяемый по формуле5,25 г=0,9 |/1000Уемгде \’см — объемная масса эмульсии, кг/м3.ГЛАВА VIПАНЕЛЬНО-ЛУЧИСТОЕ ОТОПЛЕНИЕЛучистое отопление конструктивно отличается от обычного кон¬
вективного тем, что вместо радиаторов применяют массивные ото¬
пительные панели, являющиеся частями конструктивных элементов
здания: его стенами, полом и потолком. Бетонные панели имеют
хорошо развитую поверхность нагрева, но сравнительно невысокую
температуру зеркала излучения (25—50° С).Принципиальное отличие лучистого отопления от конвективного
состоит в том, что при конвективном отоплении средняя темпера¬
тура внутренних поверхностей ограждений всегда ниже температу¬
ры воздуха помещения. При лучистом же отоплении средняя тем¬
пература (так называемая ради-ационная) поверхностей всех ог¬
раждений помещения, включая и отопительные панели тк, как
правило, выше температуры 1Ъ воздуха помещения, т. е. тк>^в, что
является критерием, определяющим наличие лучистого отопления в
помещении.182§ 30. КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ ЛУЧИСТОГО ОТОПЛЕНИЯ
И ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИХВ отечественной практике применяют системы лучистого отопле¬
ния местные и центральные. Местные системы — такие, когда поме¬
щения отапливают высокотемпературными (более 100° С) прибора¬
ми-излучателями. К ним можно отнести инфракрасные излучате-
Л1; — рефлекторы.В центральных системах панельно-
лучистого отопления в качестве тепло¬
носителя применяют воду, реже — пар
п воздух. Теплопередающими прибора¬
ми являются панели, размещенные в
потолке (рис. VI.1,/), .стенах (поз. 2)
или в полу (поз. 3), в которых исполь¬
зуется также инфракрасное излучение
при температуре до 100° С. По месту
размещения панелей система соответ¬
ственно называется стеновой, наполь¬
ной или потолочной (рис. VI.I).Наибольшая доля теплопередачи
излучением достигается в системах с
расположением нагревательных эле¬
ментов з потолке (70—80% тепла поступает в помещение за счет
лучистой составляющей теплообмена). В случае вертикального рас¬
положения плоских теплостдающих поверхностей панелей лучис¬
тая составляющая уменьшается, оставаясь, однако, в большинстве
случаев доминирующей. В системах с нагретым полом конвекция
преобладает над излучением. Поэтому расчеты систем лучистого и
панельного отопления являются в значительной степени общими.Iигиеническая характеристика систем лучистого отопления. В
отличие от обычных (радиаторных, конвективных) систем панель¬
но-лучистое отопление создает в помещении несколько иной микро¬
климат, так как у панелей отсутствуют взаимооблучающие элемен¬
ты (радиаторы) и все лучистое тепло поступает в помещение.Анализ реакции человеческого организма на соотношение тем¬
ператур воздуха 4 и средней радиационной температуры помеще¬
ния тк показал, что ощущение комфорта у человека появляется при
оолее низкой температуре комнатного воздуха. Так, если тнС^в,
что характерно для конвективного отопления, приятное ощущение
начинается с температуры ^В=19°С; при ^к>4, что характерно для
1анельно-лучистого отопления, такое ощущение начинается с тем-
Т\Г>Р- ^==16,5° С. При панельно-лучистом отоплении темперг-
втия ®п-,тРеннеи поверхности наружной стены менее подвержена
отопт”'^ наР7ЖН0Г0 В03духа, чем при конвективном (радиаторном)
помец6™11 ^лагодаРя этому самочувствие людей, находящихся в
действио'111’ >'л^аетс*, поскольку парализуется неприятное воз-
турах ~ холодн°й стены, особенно при низких наружных темпера-Рис. VI. 1. Основные виды
устройства панельно-лучи¬
стого отопления183
§ 31. ТЕПЛООБМЕН В ПОМЕЩЕНИИ ПРИ ПАНЕЛЬНО-ЛУЧИСТОМОТОПЛЕНИИКоличество тепла, передаваемого излучением между двумя
произвольно расположенными поверхностями, определяют по фор¬
муле0,=С\С2СОЬ р; С05 р2яг2с1Гхс!Г2, (VI. 1>г,где фл — количество лучистого тепла, передаваемого от одной по-поверхности к другой, ккал/ч; С] в
с2 — коэффициенты излучения по¬
верхностей; с0 — коэффициент излу¬
чения абсолютно черного тела; Т\ и
Т2— температуры излучающих по¬
верхностей; г — расстояние между
центрами элементов йР\ и йР2 обе¬
их поверхностей, м; Р1 и Рг — углы
между линией, соединяющей цент¬
ры элементов, и нормалями к соот¬
ветствующим поверхностям (рис.
VI.2).Из уравнения (VI.!) следует, что
количество тепла, передаваемое из¬
лучением между поверхностью Р2 и
элементом поверхности йРь будет
равно] с“р,с“р'1Рис. VI.2. Теплообмен излучением
между двумя поверхностями: из¬
лучение элемента АР\ в направле¬
нии элемента с1Г2Со100Л Г2(VI.2)Интеграл этого уравнения называют угловым коэффициентом
излучения ф (фактор формы); он показывает долю тепла, прихо¬
дящуюся на поверхность Р2 из всего количества тепла, излучаемого
элементом йР\.Для упрощения уравнения (VI.!) лучистого теплообмена еводят
так называемый температурный ф>актор Ь{ Тх \4 / т„ \4
, \ 100/ ‘р-У\ 100 !{1 — и_где 1\ и 12 — температуры поверхностей, участвующих в теплообме¬
не; Т\ и Т2 — температуры тех же поверхностей, К.Тогда уравнение лучистого теплообмена в ккал/м2-ч получит
вид<3^ = сЬу((л-{2),	(VI .4)где ф — угловой коэффициент излучения; Ъ — температурный фак¬
тор; с — приведенный коэффициент излучения, С=(С\С2)/С0-1.ЧЛПри тепловом излучении происходит двойное превращение энер¬
гии: тепловой в лучистую и лучистой в тепловую.§ 32. МЕТОДЫ РАСЧЕТА СИСТЕМ ПАНЕЛЬНО-ЛУЧИСТОГО ОТОПЛЕНИЯТеплопотери помещения С} должны быть равны теплоотдаче ото¬
пительных панелей фп, т. е.<Э„=- <3 - <2„.с + а.с+(20К + С„„л +	(VI.5)где Сне, Фв.с, Сок, Фпол и Спот — теплопотери соответственно стена¬
ми наружными и внутренними, окнами, полом и потолком.Теплопередача от отопительной панели складывается из излу¬
чения п конвекции:«./■„ К, ~ *Ср.огр) + акР„ (т„ — <„),	('\Л.6)где ал и ак — коэффициенты теплоперехода путем излучения и кон¬
векции; Рп— поверхность панели, м2; тСр.0гр — средняя температура
ограждения (не считая поверхностен отопительных панелей);—	температура воздуха в помещении.Б теории панельно-лучистого отопления рассматриваются два
метода учета теплообмена в отапливаемом помещении.Первый метод. Теплообмен отопительной панели с наруж¬
ными ограждениями определяется уравнением В. Н. БогословскогоК—4)=«/'пф К, - + акРш К, - *„), (Л^1.7)где к0' — неполный коэффициент теплопередачи наружного ограж¬
дения; т» и тп — средние температуры внутренней поверхности на¬
ружных ограждений и панелей; ал и сск— коэффициент теплообме¬
на излучением и конвекцией; Рп и Ри — поверхность наружных ог¬
раждений (стены, окна )и панели; 4 — температура воздуха поме-
щения.В уравнении (VI.?) средний неполный коэффициент теплопере¬
дачи (без сопротивления теплообмену у внутренней поверхности)
определяют по формулев которой Я — термическое сопротивление материальных слоев ог¬
раждений; /?Е — сопротивление у наружной поверхности; Ф — коэф¬
фициент полной облученности наружных ограждений, вычисляемый
по формулеФ = <?п-н +где Чи-н коэффициент прямой облученности с панели на наруж¬
ные ограждения; фп-н — коэффициент косвенной облученности с
нели на те же наружные ограждения отражением от поверхности
утренних ограждений (рис. VI.3).185
Коэффициент полной облученности Ф определяется по формуле(Л./Л.)-Ф-(Лс'^п) — 2<р„_„ + 1(VI.8)Коэффициенты облученности определяют по формулам и гра¬
фикам.По второму методу теплообмен отопительной панели -с
поверхностями ограждений определяют по следующему уравнению
теплового баланса:«э —Р„) (Гср — /н)=<хл (гп — тср) + а,/-,, (г„ — /„). (VI .9)Здесь, кроме известных уже обозначений, к/ — неполный экви¬
валентный коэффициент теплопередачи; Р0 — внутренняя поверх¬
ность ограждения; Р0— Рп—необо-
греваемая поверхность ограждений;величина т,ср -Рис. VI.3. Теплообмен излуче¬
нием в закрытом помещении■средняя температу¬
ра внутренней поверхности условно¬
го ограждения, не обогреваемого
теплоносителем площадью Ро — Рп-
Неполный эквивалентный коэф¬
фициент теплопередачи определяет¬
ся выражениемка =			, (VI. 10)(1,Кэ)-Л.где кд — эквивалентный коэффици¬
ент теплопередачи условного ог¬
раждения помещения; — сопро¬
тивление теплообмену на внутрен¬
ней поверхности ограждения (при лучистом отоплении), принимае¬
мое равным 0,125 м2-ч-град/ккал.Эквивалентный коэффициент теплопередачи вводят для помеще¬
ния, геометрически равного и теплотехнически эквивалентного дан¬
ному, в котором вся внутренняя поверхность Р0 составляется из
двух частей: поверхности отопительной панели Рп и поверхности,
не обогреваемой теплоносителем, т. е. Р0—Рп.Это дает возможность выполнить расчеты теплообмена без вы¬
числения коэффициентов облученности для панели и всех осталь¬
ных поверхностей.Коэффициент кэ определяют по формулекл=Г («Л..С («Лок 1 д[ г0 -«1 (КГ)в.с + Щ (кР),ш + п:]кр„р 	 р1 П	1 II(VI-11)где к и Р — коэффициенты теплопередачи и площади реальных по¬
верхностей помещения; наружных стен (индекс н. с), окон (ок),
внутренних стен (в. с.), пола (пл.), потолка (пт.); р — коэффици¬
ент, учитывающий дополнительные потери тепла (при обычном186расчете теплопотерь); щ, п2 и я3 — коэффициенты, вводимые на
пазность температур /в — /п при обычном расчете теплопотерь.Среднюю температуру тср определяют по формуле^ [алтп -Ь ак (тп /в) к /в]	^ ^ ^ ^Тср = —	;	;	-	(VI. 12)• («л — кэ) Рп + кэГиТогда теплопотери помещения через наружные ограждения со¬
ставят(}=к'э(Г0-Ги)( Хс;-(н).	(VI. 13)§ 33. РАСЧЕТНЫЕ ВНУТРЕННИЕ ТЕПЛОВЫЕ УСЛОВИЯ
ПРИ ПАНЕЛЬНО-ЛУЧИСТОМ ОТОПЛЕНИИСистемы панельно-лучистого отопления должны удовлетворять
определенным параметрам микроклимата. С этой целью делают со¬
ответствующую проверку теплового комфорта в помещении.Радиационную температуру /к и температуру внутреннего воз¬
духа /в определяют по формулетд = 1,57тп — 0,57/в,где тп — температура поверхности панели.Для большинства помещений жилых и общественных зданий
комфортные сочетания и могут отклоняться от средних значе¬
нии на ±1,5°.К радиационному нагреву в организме человека наиболее чув¬
ствительна поверхность его головы. Радиационный баланс должен
быть таким, чтобы любая элементарная площадка ка поверхности
головы человека теряла излучением не менее 10 ккал/м2-ч. Когда
отопительные панели расположены в стенах, за расчетное принима¬
ют положение человека на расстояние 1 м от нагретой поверхности
(второе условие комфортности). .Предельно допустимую температуру тп поверхности потолочной
или стеновой отопительной панели определяют по формуле 'тп<19,2 + 8,7/Тч_1Г,	(VI.14)где (рч_п — коэффициент облученности с поверхности тела человека
на панель, для значений ф>0,2 определяемый из выражения?ч_„= 1-0,8 у Ц,	(VI.15)где у — расстояние от поверхности панели до головы стоящего че¬
ловека, м (при стеновой панели у принимают равным 1 м).Размер панели определяют из формулы1 = УКНаблюдищя показали, что поверхности панелей не должны бытьреТы излишне, но вместе с тем температура внутренних поверх-тен ограждений должна быть относительно высокой.187
Пример. В помещении требуется устроить потолочное панельно-
лучистое отопление. Определить площадь отопительной панели для
помещения размерами в плане 3X6 м. Поверхность наружных ог¬
раждений стен 9 м2, площадь окна— 1,7 м2, площадь всех поверх¬
ностей — 90 м2.Температура внутреннего воздуха 4= 17е С. Коэффициенты теп¬
лопередачи окна к = 2,3 ккал/м2-ч ■ град, наружной стены к=
=0,9 ккал/м2 • ч-град; теплопотерн, определенные обычным мето¬
дом, составляют 630 ккал/ч при 1„= —30° С.Решение. 1. Принимая температуру поверхности панели тп=
=30° С и коэффициент внешнего теплообмена панели ап=
= 6,8 ккал/м2-ч • град, определяем предварительно площадь Ри ото¬
пительной бетонной панели по формуле„	(3	630	7 ,г 9Р„=			=	=7,15 м2.а„(Тп-1в) 6,8(30-17)2.	Выполняем расчет лучисто-конвектнвного теплообмена в по¬
мещении. Определяем эквивалентный коэффициент теплопереда¬
чи. Принимаем коэффициент на дополнительные потери на верти¬
кальные наружные ограждения по СНиПу р = 1,16 но формуле,, 	 (К/Тн-с + (К^)ск Ч	р — р
1 о 1 и(0,9-9) + (2,3 —0,9) 1,7 , лс п л с	, ,= —		——	——• 1,16 = 0,15 ккал/м2-ч-град.90-7,153.	Находим неполный эквивалентный коэффициент теплопереда¬
чи по формулек'э=	-	=	!	= 0,154 ккал/м2-ч-град.^ — 0,107К Э	0,1О4.-Определяем	среднюю температуру внутренней поверхности
всех необогреваемых ограждений по формуле*ср -“Ь (Тп *в) Ч~ Кэ<„]	ГСЭ(„Р0(ал — к'э) Рп + к'эГоДля этого найдем значение коэффициента излучения ал =
= Сщ,ЬФ. По [11] сПр = 4,5; Ь = /(тСр); Ь— 1,04.Коэффициент облученности можно принять Ф=!,0 при рассмот¬
рении теплообмена между человеком и внутренними поверхностя¬
ми, как теплообмен между двумя поверхностями, т. е. при решении
задачи методом неполного эквивалентного коэффициента. Тогдаа,=4,5-1,04-1 = 4,68 ккал/м2-ч-град.188Для определения тср находим также значение коэффициента
конвекции ак:ак= 1,043| т., — 4= 1 >^4 | 30 — 17 = 2,45 ккал/м2• ч • град.По приведенной выше формуле определяем[4,68-30 4-2,45(30— 17) + 0,154-30]-7,15 — 0,154-30-90 ^ ^Гср~	(4,68 - 0,154)7,15 + 0,154-905.	Определяем действительные тепловые потери через наружные
ограждения по формуле(2=Кэ (р„ — Р„) (тср — /н)=0,154 (90 — 7,15) (1830) =610 ккал, ч.Расчет показывает величину теплопотерь, близкую к рассчитан¬
ным обычным способам.6.	Вычисляем среднюю температуру поверхности ограждений по
формулегёр=хи+ -°~ Г" гср = ^ 30-|- —'~ 7’15 18= 18,9 С.Р0	Р0 р 90 1 90Результат показывает, что тсгп>4, т. е. 18,9>17°С. Следова¬
тельно, отопительное устройство следует отнести к системе панель¬
но-лучистого отопления.7.	Определяем среднюю температуру помещения 4 по формуле/„=0,5(4+<р)=0,5(17 + 18,9)= 17,9 С.8.	Проверяем обеспечение первого условия комфортности. Для
этого определяем радиационную температуру по ФормулеЬ =1,574-0,574= 1,57-17,9-0,57-17= 18,3 С.Действительная средняя температура поверхности (18.9° С)
близка к требуемой радиационной температуре (18,3° С), т. е. пер¬
вое условие комфортности удовлетворено, так как отклонение не
превышает 1,5°.9.	Проверяем обеспечение второго условия комфортности по
формулет, < 19,24- 8.7/®ч_м.Для этого предварительно определяем коэффициент облученно¬
сти по схеме «человек — панель» по формуле1 —0,8 у';1,где у расстояние от головы человека до греющей панели, равноеМ; ^ — геометрический размер панели; / = /7п0,5 = 7.15°’5 = 2,7. м.
Находим допустимую температуру потолочной отопительной па¬
нелигя= 19,2 -1-—=33,6° С.1 0,6Так как 33,6°>30°, второе условие комфортности будет удов¬
летворено.Следовательно, условия теплового комфорта при действии па¬
нельно-лучистого отопления в помещении соблюдаются.Теплоносители панельно-лучистого отопления. Основным тепло¬
носителем является вода, обладающая рядом преимуществ: воз¬
можностью качественного регулирования; разогревать панели мож¬
но при невысокой температуре воды и медленно, что препятствует
возникновению трещин.В потолочных системах змеевики можно укладывать почти без
уклона, что не допустимо при паре. При теплоносителе-воде внут¬
ренняя коррозия может быть ничтожно малой. Пар, не обладающий
перечисленными преимуществами, для этой цели почти не приме¬
няют.Воздух характеризуется положительно .как теплоноситель, од¬
нако для него требуются каналы значительных размеров. Кроме
того, необходимо тщательно наблюдать за герметизацией систем,
что практически осуществлять весьма сложно. 'Электронагрев имеет один существенный недостаток — он до¬
роже других видов отопления в районах с высоким тарифом на
электроэнергию.§ 34. КОНСТРУКЦИИ ОТОПИТЕЛЬНЫХ ПАНЕЛЕЙ И ИХ РАСЧЕТНагревательные элементы отопительных панелей. Для теплоно¬
сителя-воды используют стальные трубы бесшовные и сварные,
обычно диаметром 15 и 20 мм. Преимущества таких труб: проч¬
ность, простота и надежность сварных соединений. Линейный ко¬
эффициент их расширения близок к коэффициенту расширения бе¬
тона (в определенном диапазоне температур).Следует иметь в виду, что при заделке греющих труб в бетон
теплосъем с их поверхности возрастает по сравнению с теплоотда¬
чей труб, расположенных открыто, вследствие увеличения внешней
теплоотдающей поверхности.Пределом увеличения толщины стенки является ее критический
диаметр, значение которого находим ,из формулыс/кр 2Х. ан,в которой К — коэффициент теплопроводности материала, наноси¬
мого на трубу; ан— коэффициент теплоотдачи.Найдем йКр для бетонной трубы при А = 1 и ан= 12с?кр = (2-1): 12=0,17 м.190Следовательно, стальная труба (например, наружным диамет¬
ром 20 мм с толстой бетонной рубашкой) будет передавать окру¬
жающей среде тепла больше, чем голая труба, а при е?Кр>0,17 м
термическое сопротивление будет возрастать.Теплоотдача труб возрастает с увеличением объемной массы
бетона, так как при этом возрастает теплопроводность. Вследствие
этого целесообразно применять тяжелый бетон. С целью сокраще¬
ния расхода стальных труб можно применять бетонные отопитель¬
ные панели с греющими чугунными элементами вместо стальных
труб. Расход чугуна на изготовление нагревательных приборов та¬
кого типа уменьшается почти в 1,5 раза по сравнению с конвекци¬
онными системами.Из неметаллических труб, используемых для греющих панелей,
особенно перспективны термостойкие пластмассовые трубы, не¬
смотря на сравнительно низкий коэффициент их теплопроводности.
Их преимущества: пониженный коэффициент трения (уменьшается-
гидравлическое сопротивление змеевиков) и коррозионная стой¬
кость. В бетонных отопительных панелях применяют стеклянные
змеевики.Методика теплового расчета отопительной панели. Предвари¬
тельно задаются температурой воздуха и температурой поверх¬
ности панели тп, после чего определяют площадь панелип / ^ \ ’«н (т„где Си' — теплопотери ограждениями; ап — коэффициент внешнего
теплообмена панели; тп — температура поверхности панели; 1Р —
температура воздуха помещения.Предварительное определение площади панели необходимо для
проведения расчетов, которые показали бы эффективность лучи¬
стого отопления (для данного помещения), с целью уточнения рас¬
четных параметров панели и температуры воздуха:/К- ал. ^в)>*п=/(^, 5, н, /т, д,где ак, ал — коэффициенты теплообмена ^конвекции и излучения:
« — диаметр труб (обычно й=\Ъ и 20 мм); 5 —шаг труб (расстоя¬
ние между двумя трубами); К — глубина заложения труб в бетон;
л теплопроводность бетона; /т — температура теплоносителя.§ 35. УПРОЩЕННЫЙ СПОСОБ РАСЧЕТА ПАНЕЛЬНО-ЛУЧИСТОГООТОПЛЕНИЯжешш Л0П8^еДаЧ^ отопительных панелей определяют из выра-<7=<7л_Ь(7к>Цией^Л ~ тегиюпеРедача излучением; дк — теплопередача конвек-191'
Теплоотдачу излучением определяют по формулеЯ:ГС1 ^2 V с2 С0 1гтШ‘-(^Л- (У,Л61где С1 — коэффициент излучения отопительной панели, равный4,5	ккал/м2-ч• К4; Р\ — поверхность излучения отопительных пане¬
лей, м2; Р2 — общая поверхность ограждений, м2; с2—коэффициент
излучения ограждающих поверхностей, равный 4,5 ккал/м2-ч-К4;
с0 — коэффициент излучения абсолютно черного тела, равный
4,96 ккал/м2-ч-К4; Тп—средняя расчетная температура поверхно¬
сти излучения панелей, К; 7ср.огр— средняя температура поверх¬
ности ограждений, К-Для общественных и жилых зданий можно принять Р\1Р2=
=0,1-^0,13. Тогда приведенный коэффициент излучения будет
равен^4,5 ккал/м2-ч- К4.4,5+[4,о4,96Обозначим температурный фактор в формуле (VI. 16) через Ь,
придав ему следующее значение:/ 7~„ \4 / Уср.огр \4. иоо] “1 100 )^ср.огрТогда формула (VI. 16) получит видЯл 4,0Ь (1и ^ср.огр)(VI .17(VI.! 8Заметим, что выражение (VI. 17) выражает коэффициент теп-;
лоперехода излучением ал, т. е. ал=4,5Ь.Рассчитывать систему лучистого отопления упрощенно мож»
по следующей методике:1.	Определяют теплопотери при расчетной температуре помеще
ния /в, как и для центрального радиаторного отопления.2.	Находят среднюю температуру внутренних поверхностей вс~
ограждений отапливаемого .помещения по формуле"^ср.огр	Рн.с^н.с ~Ь ^в.с^в.с ~Ь ^окТрк 4- ^пот^пот ~Ь Рдр^и: "Н ^в.с "1“ ^ск ^ псг ' Рц(VI.!'где ЪР — площади, определяемые по размерам в чистоте. Индекс"
здесь обозначают: н.с — наружная стена; в.с — 'внутренняя стен
ок — окно; пот — потолок; пол — пол.Температуру поверхностей можно принять с достаточной д
практики точностью на основании следующих рекомендаций:192где М — нормируемый перепад; —6° С; Тв.с — 4;*^ЛОТ ^ В Д^ПОТ»где ДАют —нормируемый перепад для верхнего этажа.Для помещений нижнего этажа Тцол = ^в—Л/шш-Для потолка и пола промежуточных этажей Тпот=Тпол===^в-Для окон^ 	/	^2	/к)тпк 'в	>авгде К; и к2 — коэффициенты теплопередачи наружных стен и окна.3.	Задавшись температурой зеркала излучения отопительных
панелей, принимают следующие расчетные температуры панелей 1П'.для потолка /ц = 35—50° С; для стен /п=30—35° С; для пола
/п=20—22° С, в зависимости от назначения помещения.4.	Определяют величину температурного фактора Ь по фор¬
муле (IV. 17).5.	Определяют теплопередачу лучеиспусканием в ккал/м2-чЯл 4,оЬ ! /1 "^ср.огр)*6.	Теплопередачу конвекцией определяют по формуле?к=аЛАг-4)-Коэффициенты теплопередачи конвекцией можно определить
по формулам:при нагревании пола ак=1,86) тПол — 4при нагревании стен «к=1,43 у тсп—4;при нагревании потолка ак=1,07' тП0Т—7.	Определяют поверхность греющей панели в м2:ИЧл + Ч кгде С —расчетные потери тепла, ккал/ч.8.	По экспериментальным данным или расчетом определяют тип
и конструктивные размеры панелей.П,РИМ^Р' °пРеделнть площадь потолочной отопительной панели (зеокало
Трт.™пп ДЛЯ отопления помещения, размещенного в промежуточном этаже2000	”Р«>™ «з”ее:ностей ограждений (без у^та вд'эдухмбменХпГформ^^ Внутренн"хтср.огр = 2 ^тв: 2 Р ■размеры и температура ограждений приведены в табл VI 1
7—832193
Таблица VI.!ПоверхностьПлощадь, Г, м!Температура
внутренней поверх¬
ности тв, °СНаружные стены 		Окна	Внутренние стены	Пол	Потолок (необогреваемая
часть) 25 м2, панель 7 м2. . .24
3483225121018181828830864576450Итого. . .13222082 Гтв 2208= 16,8° С.тср.огр2^ 1322. Вычисляем величину температурного фактора:/ Т„ у / ^ср.огр у /273 50\4	/:Щ] ~1 100 ] \ 100 / V273 + 16,8\4100— %Ср-ОГр50— 16,81,14.3.	Определяем теплоотдачу излучением:= 4,56 (<п— тср.огр) = 4,5-1,14(50 — 16,8)= 170 ккал/м2-ч.4.	Для определения теплоотдачи конвекцией вычисляем ак:3	.	з 		—ак = 1,0 У 1П— (в= 1,0 ]/ 50 — 18 = 3,16 ккал/м2-ч-град.Тогдадк = ак (/„ — (в) = 3,16 (50 — 18) = 101 ккал/м2-ч.5.	Находим площадь зеркала излучения панели:С>	 2000дл + Чк 171 + Ю1= 7,35 м2.При определении Тср.огр площадь зеркала панели была принята ориентиров
вочно 7 м2; по расчету получилось 7.35 м2. Ввиду незначительности расхожде¬
ния, поправку в определение можно не вводить.6. Определим среднюю температуру поверхностей, включая отопительнуюпанель:т 24-12 + 3-10 + 48-18 + 32-18 + 24,65-18 + 7,35-50 . 15 5„ с
ХЯ~	24 + 3 + 48 + 32 + 24,65 + 7,35	~ ’Так как тв (18,5)>т« (18), данная система отопления — лучистая.§ 36. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
ПАНЕЛЬНО-ЛУЧИСТОГО ОТОПЛЕНИЯПо своему устройству панельно-лучистое отопление резко отл
чается от обычных конвективных (радиаторных) центральных си
стем отопления тем, что вся нагревательная поверхность заделы194В строительные конструкции и никаких нагревательных при¬
боров в помещении не устанавливают.Система отопления невидима, что улучшает архитектуру интерь-
Санитарно-гигиенические преимущества систем панельно-лу-
чистого отопления общепризнанны. Кроме того, уменьшается отло¬
жение органической пыли на панелях и снижается запыленностьвоздуха в помещениях.При пониженной температуре поверхности панелей пыль не
подвергается возгонке; гладкие теплоотдающие панели легко очи¬
щать от пыли.Применение панелей для отопления здания удовлетворяет тре¬
бованиям полносборного строительства и позволяет экономить
металл, расходуемый на отопительные устройства. Экономия ме¬
талла еще более возрастает при замене стальных труб панелейнеметаллическими.Большое преимущество панельно-лучистого отопления состоит
также и в том, что при известных условиях эти системы могут в
теплое время года служить радиационными системами охлаждения
помещения. Для этой цели через змеевики систем трубопроводов
панелей пропускают холодную воду. При этом, в отличие от систем
отопления с металлическими приборами, на панелях не возникает
конденсации водяных паров, содержащихся в воздухе помещения.К недостаткам панельно-лучистого отопления относят: большую
тепловую инерцию, осложняющую регулирование теплоотдачи; не¬
возможность изменения поверхности нагрева, опасность засорения
труб и сложность их устранения; сложность ремонта систем; воз¬
можность 'появления внутренней коррозии и вследствие этого на¬
рушение гидравлической плотности труб, недоступных для осмотра.Практика эксплуатации систем панельно-лучистого отопления
показала, что многие из отмеченных недостатков этих систем уст¬
ранимы. Так, при снабжении систем очищенной от механических
примесей и деаэрированной водой можно избежать засорения труб
и коррозии систем в целом.Технико-экономическое сопоставление систем панельно-лучисто-
го отопления с радиаторными (например, с однотрубной системой
-образными стояками) показывает, что первоначальная стои¬
мость, расход металла и удельные трудовые затраты на монтаж си¬
стем панельно-лучистого отопления в панельных зданиях сущест¬
венно ниже, чем у первых.ГЛАВА VII
ВОЗДУШНОЕ ОТОПЛЕНИЕСистемами воздушного отопления называют такие системы, теп¬
лоносителем в которых является воздух.Сущность устройства и действия воздушного отопления состоит
в том, что воздух, нагретый до температуры более высокой, чем
температура помещения, попадая в помещение, отдает определенное7*	195
количество тепла, необходимое для компенсации теплопотерь ог¬
раждениями. При этом температура нагретого воздуха снижается
до температуры помещения.По принципу устройства системы воздушного отопления под раз.
деляют на децентрализованные и центральные, прямоточные и с
рециркуляцией воздуха.Системы воздушного отопления называют децентрализованны¬
ми, если нагревание и подачао)			•	воздуха производятся агрега¬тами, находящимися непосред¬
ственно в обслуживаемом зда¬
нии. В центральных системах
одна 'воздухонагревательная
установка обслуживает не¬
сколько помещений или все
здание (рис. VII.!).Лрямоточными системами
воздушного отопления счита¬
ются такие, в которых воздух,
отдавший тепло, удаляется из
помещения через каналы вы¬
тяжной вентиляции. Таким об¬
разом, прямоточные системы
воздушного отопления одно¬
временно являются вентиляци¬
онными, заменяя собой устрой¬
ство приточной вентиляции.В системах воздушного ото¬
пления с рециркуляцией воз¬
дух, охлажденный до темпе¬
ратуры помещения, возвраща¬
ется в установку для повтор¬
ного нагрева.Рециркуляционные системы
воздушного отопления являют¬
ся только отопительными уст¬
ройствами.Теплоотдачу систем воз¬
душного отопления регулиру¬
ют с учетом теплопотерь по¬
мещения: при повышении на- _
ружной температуры понижают температуру подаваемого в поме¬
щение воздуха,и наоборот.Воздушные системы отопления устраивают ъ промышленных
и редко в жилых зданиях. В жилых зданиях применяют только
прямоточные системы. Приточный воздух подается в жилые ком¬
наты, а удаляется через санитарные узлы.В промышленных помещениях большого объема и в тех, в кото¬
рых допускается рециркуляция воздуха, широко применяют воз-Рис. VI 1.1. Системы воздушного отоп¬
ления:а — децентрализованная система (отопи¬
тельный агрегат): I — калорифер; 2— осе¬
вой вентилятор с электродвигателем на
одной оси: б — прямоточная система цент¬
рального воздушного отопления; 1 — кало¬
рифер; 2 — вентилятор и электромотор;3	— каналы для подачи нагретого воздуха,4	— каналы для удаления воздуха из по¬мещения; 5 — вытяжная шахта196лошение с сосредоточенной подачей воздуха. Подаваемый
Жшой скоростью воздух (до 15 м/с) распространяется по по¬
мещению. При этом необходимо проверять скорость воздуха впябочей зоне.К преимуществам воздушного отопления относят снижение пер¬
воначальных затрат сравнительно с обычными водяными система¬
ми отопления с нагревательными приборами, существенное сниже¬
ние расхода металла на оборудование. Недостатками его являются
низкая относительная влажность поступающего в помещение воз¬
духа и возможность возникновения подвижности воздуха до пре¬
делов. снижающих комфорт в помещении.§ 37. ОСНОВЫ РАСЧЕТА ГЕНЕРАТОРОВ ТЕПЛОВОЗДУШНОГООТОПЛЕНИЯПрямоточная система воздушного отопления, совмещенная с
приточной вентиляцией. Теплопроизводнтельность такой установки
С3 равнаС=С1_Ь^24'^з>	(VII. 1)где <21 — теплопотери наружными ограждениями, определяемые по
формуле (1.18); С?2—расход тепла на нагревание приточного вен¬
тиляционного воздуха; <3з — бесполезные потери тепла на охлаж¬
дение воздуха в каналах системы воздушного отопления, не ис¬
пользуемые для целей отопления.Расход тепла на нагревание приточного воздуха определяют по
формуле02=Ос (/„-*„),	(VII.2)*в которой С — количество приточного воздуха, кг/ч; 1п — темпера¬
тура подаваемого (приточного) воздуха; — расчетная температу¬
ра наружного воздуха (она может не совпадать с наружной рас¬
четной отопительной температурой).Потери тепла на охлаждение воздуха в каналах необходимо
знать, чтобы определить изменение температуры воздуха в кана¬
лах. Учет изменения температур воздуха необходим для правиль¬
ного расчета поступления тепла на отепление помещения.Принципиально методика определения потерь тепла каналами
и выявления охлаждения воздуха при движении его по каналам
схожа с учетом потерь тепла трубопроводами систем водяного ото¬
пления.Потери тепла стенками канала на участке длиной I равны9х=-2(а + б)/кд/ср,	(УН.З)где 2 (а+б) периметр канала; к — коэффициент теплопередачи
стенок канала;д ^ 	 (^нач ^к) г _ср	г	Гв,
(4ач+М/2 — средняя температура воздуха в канале на участке
длиной I (/нач — температура воздуха в начале участка; 4 — то же,
в конце участка); ^ — температура воздуха помещения, в котором
проложен канал.С другой стороны, потери тепла стенками канала на участке
длиной I можно определить в ккал/ч по формулеЬусМ,	(УН.4)где Ь — количество воздуха в м3/ч, перемещающегося по участку,
^^ = абг;-3600; у— объемная масса воздуха, кг/м3; V — скорость
движения воздуха, м/с; с — теплоемкость воздуха, равная
0,24 ккал/кг-град; Д/ — перепад температур по длине участка.Естественно считать, что Ц\ = Ц2- Отсюда2	(а + о) /кД/ср	:	•ЬусОбщ ий расход тепла в прямоточной системе,
совмещеяной с приточной вентиляцией, можно вы¬
разить в ккал/ч формулой0=0-0,24(/нр-/в),	(VII.5)где 0 = 01 + 02+03 [ом. формулу (VII.!)]; О — количество венти¬
ляционного приточного воздуха, кг/ч; — внутренняя расчетная
температура; 4р — температура подаваемого воздуха, равная•	^П.б)0,240Температура подаваемого воздуха 4р должна быть не выше до¬
пускаемой нормами (в жилых домах, как правило, не выше 45° С).Поверхность нагрева калориферной установки прямоточной си¬
стемы воздушного отопления определяют по формулеОГ--Тг+Т-2где к — коэффициент теплоотдачи калориферной установки,
ккал/м2-ч-град; Т\ — температура теплоносителя в подающей ма¬
гистрали; Т2 — то же, в обратной магистрали; 1Пр — температура
воздуха после калориферной установки; 4 — расчетная наружная
температура.Прямоточная система, работающая с частичной рециркуляцией.При относительно больших теплопотерях наружными ограждения¬
ми и небольшом количестве приточного воздуха для вентиляции
целесообразно устраивать прямоточные системы отопления с час¬
тичной рециркуляцией внутреннего воздуха.Расход тепла в такой системе будет равено=Он • 0,24 (4р - о + Ор • 0,24 (*пр -(VII.7)198д и о 	соответственно количество наружного вентиляцион¬
ного и рециркуляционного воздуха, кг/ч; 4гр, 4 и 1В температуры
воздуха поступающего в помещение, наружного и внутреннего, °С.Воздушное отопление с рециркуляцией. Теплопроизводитель-
ность установки О в ккал/ч определяют по формуле0=01 “Ь0з>где (2, __ теплопотери наружными ограждениями, ккал/ч; 03 —теп-
лопотери на охлаждение воздуха в каналах системы воздушного
отопления, если их не используют для отопления помещений.
Температуру воздуха после нагрева в калорифере можно найти изформул:<2=сО(/ир-0;	‘'VII. 8)Д/	1 А/ А Гр ^В*сиЗдесь С — количество рециркуляционного воздуха.При максимально высокой г“Пр будет минимальное количество
рециркуляционного воздуха С и, следовательно, меньшая произво¬
дительность вентилятора. С другой стороны, 4р регламентируется
санитарно-гигиеническими требованиями. Она должна быть не вы¬
ше 45° С.Поверхность нагрева калориферной установки системы воздуш¬
ного отопления с рециркуляцией определяют .по формулеГ =^,[Тх + 7-2^пр +1 22где 1В — температура воздуха внутри помещения.§ 38. КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ СИСТЕМ ВОЗДУШНОГО
ОТОПЛЕНИЯ И МЕТОДИКА ИХ РАСЧЕТАВоздушное отопление в жилых и гражданских зданиях. Систе¬
мы центрального воздушного отопления устраивают с естествен¬
ным и механическим побуждением. Принципиальная схема цен¬
тральной системы воздушного отопления с естественным побужде¬
нием показана на рис. VII.2, а, с механическим побуждением — на
рис. VII.2, б. Нагретый калорифером наружный воздух подается
в воздухораспределительный короб, из которого по вертикальным
каналам он поступает в каждое отапливаемое помещение.Сложность системы воздушного отопления жилого дома состо¬
ит в обеспечении гидравлической устойчивости ее: необходимо по¬
дать в каждое помещение строго определенное количество воздуха,
соответственно нагретого для обеспечения нормальной внутренней
температуры. В разветвленной системе с большим количеством вен¬
тиляционно-отопительных каналов удовлетворить это требование
сложно.199
Для обеспечения примерно равного статического давления в
начале каждого отопительно-вентиляционного канала (стояка)
воздухораспределительный короб рассчитывают по наименьшей
скорости воздуха с целью создания воздуховода примерно неизмен¬
ного статического давления.Рис. VI 1.2. Принципиальные схемы воздушного отопления в жилом доме:
а — с естественным побуждением; б —с механическим побуждением; / — воз духо¬
приемная шахта приточного воздуха; 2 — калорифер; 3 — вентилятор с электромото¬
ром; 4 воздухораспределительный канал; 5 — канал для подачи нагретого воздуха
в помещения; 6 — регулировочные диафрагмы; 7 — каналы вытяжной вентиляции;8 — вытяжная шахтаГидравлический расчет каналов не отличается от расчета вен¬
тиляционных, и поэтому принципы расчета их здесь не излагаются.
Общим правилом является то, что гидравлические сопротивления
стояков должны быть значительными, чтобы локализовать в какой-200е действие естественного давления и чтобы всю систему
воздуховодов можно было рассчитать с допустимой невязкой рас¬
полагаемого давления н гидравлических потерь.Методика расчета разветвленных систем воздушнвго отопления.
Вначале определяют располагаемые давления для гидравлического
расчета каналов воздушного отопления.В системе с естественным побуждением общее располагаемое
-авление для ветвей с ответвлениями, по которым^ подается нагре¬
тый воздух соответственно на 1-й этаж {рх), на 2-й (рг) и 3-й (р3),
будет равно:А = (Ь\ -г АО Л!н “ (МУ + /НУпУу
/Ь = (Л" I Л2) ун — (ЛгV +/;3 = (Лз + /?3) Ун — (Лз\’и + Ьяув),где /г 1п, !1<2п и /г" — высота столбов 'нагретого воздуха (расстояния
от середины калорифера до середины выпусков нагретого воздуха
соответственно в I, 2 и 3-й этажи, рис. УП.2, а); ки Н2 и /г3 —
расстояния от вытяжных отверстий этих этажей до устья вытяжной
шахты; у11, уп и уЕ — объемные эдассы воздуха нагретого, воздуха
помещения и наружного (при ^Н=+5°С).Систему воздушного отопления с механическим побуждением
(рис. УП.2, б) целесообразно рассчитывать через наиболее уда¬
ленный стоя1к (для подачи нагретого воздуха), определяя распо¬
лагаемое механическое давление в точках присоединения стояков
к магистральному воздухораспределительному каналу [2 (Я1+2.)].
Тогда располагаемое давление для гидравлического расчета каж¬
дого стояка рот будет равно/Луг = 2 (^ + А + Реет’где Е(Л7+2) к — располагаемое .механическое давление в точке
присоединения стояка; рсст — естественное давление, определяемое
по формулам располагаемого давления в системе воздушного ото¬
пления с естественным побуждением.Отсюда видно, что каждый стояк будет иметь неодинаковое
располагаемое давление (для гидравлического расчета). С целью
погашения избыточных давлений ввиду отсутствия обширного сор¬
тамента каналов рекомендуется устанавливать регулировочные
диафрагмы.Принцип расчета диафрагм. Гидравлическое сопротивление
стояка-канала при перемещении заданного количества нагретого
воздуха С составляет рф. Если располагаемое давление Рп>Рф, то
треоуется установить диафрагму для погашения избыточного дав¬
ления Л р\р = р„ — рф.Определим площадь живого сечения диафрагмы /:ЛА? = С-^- или =	•201
Отсюда/=о/СР2Дрили /- О|/—
Г 2.?Лргде С — расход воздуха, м3/с; ? — коэффициент, объединяющий,
различные факторы сопротивления диафрагмы, отнесенный к ско¬
рости в живом сечении диафрагмы (может быть указан в паспорте
диафрагмы); р — плотность воздуха.Устройство центральной системы воздушного
отопления с естественной циркуляцией отличается-
от центральной системы .воздушного отопления с механическим'
побуждением лишь отсутствием вентилятора и электромотора. Воз-в)о)9Н<1^18На)5 Г ЮН6)В^2ВН-	———Ак1§1\{/згСэ
С\1 •л1V/Рис. VI 1.3. Воздушное отопление с со¬
средоточенной подачей воздуха с па¬
раллельным направлением воздушных
струй:а — с одной струей; б — с двумя струями;
направленными навстречу друг другуРис. VI 1.4. Воздушное отопление С*
сосредоточенной подачей воздуха с-;/
веерным направлением воздушных
струй:а — с четырьмя струями; 6— с восемью'
струями из центра помещениядух здесь перемещается за счет разности объемных масс холодного
и нагретого воздуха.Воздушное отопление с сосредоточенным выпуском воздуха по¬
лучило применение в больших помещениях производственного на¬
значения.В таких системах предусматривается выпуск воздуха с большой
скоростью одной или несколькими горизонтальными струями с па >
раллельньгм (рис.УП.З) или веерным направлением их (рис. VI 1.4)4’Высоту выпуска воздуха над уровнем пола помещения пришИ
мают при высоте помещения 8 м от 3,5 до 6 м, при высоте более
8 м — от о до 7 м.Проектируя сосредоточенные выпуски воздуха, необходимо про-,
верить возникающую 'при этом подвижность воздуха в рабоче"
зоне помещения. Для этого используют расчетные формулы дви¬
жения свободных струй, определяя параметры струи на ее пути.Существующие рекомендации по расчету струй сводятся к еле
дующему.Число струй К определяют: при параллельной схеме выпуск*
по формуле /С=У/ВЯ/; при веерной схеме выпуска — Д'= У’/О^/?2#*202ых V’ —внутренний объем помещения; В — ширина зоны
В Решения обслуживаемой одной струей; Я—высота помещения;дальнобойность струй соответственно для параллельной ии ре о ной схем выпусков воздуха.Датьнобойность воздушных струи при параллельном направле¬
нии струи с выпуском воздуха на высоте Н>0,6Н (Я —высота по¬
мещения, м) определяют в 'М по формуле/ — \ГТ."Р а УПри выпуске воздуха на высоте /г^0,6Я
4тР—0.71 — У~Р\апри веерном направлении струй радиус действияН=(С' [а)2Н,Где а— коэффициент турбулентной структуры струи, изменяющий¬
ся в зависимости от угла раскрытия струи и типа насадки в пре¬
делах 0,07—0,24; С и С' — .поправочные коэффициенты. Коэффи¬
циент С зависит от подвижности воздуха в рабочей зоне амакс и от
соотношения величин ширины В и высоты Я обслуживаемой зоны;
коэффициент С' при веерной схеме выпуска воздуха зависит от
^макс (табл. VII.]); Г — площадь поперечного сечения зоны поме¬
щения, обслуживаемой одной струей, м2.Таблица VII.!Значения коэффициентов С и С'КоэффициентывМаксимальная скорость воздуха в рабочей зоне
‘Чшкс’ ы'с0,20,30,40,.'0,60.75С при параллельном<4 Н0,280,330,350,370,380,4направлении струи>4/-/0,20,230,250,260,270,28С при веерном на¬
правлении струи—0,20,250,270,290,30,32Дальнобойность струи I и радиус действия должны быть рав¬
ны^ длине обслуживаемой ею зоны помещения. Изменять дально-
оиность струи молено подбором насадки (влияние величины а)
и изменением подвижности воздуха.спет ажнь1м критерием эффективности воздушного отопления с со-
р оточенной подачей воздуха является характеристика кратно¬
сти циркуляции воздуха.203
Рекомендуемая кратность циркуляций п в системах с полной ре¬
циркуляцией воздуха при параллельной схеме выпуска воздуха
равнапри веерной схеме выпускап 15^аксПример. Определить основные параметры устройства воздушного отопления
сосредоточенной подачей воздуха в механическом цехе. Длина цеха /=120 м,ширина В=48 м, высота //=10 м
(рис. УН.5). Внутренний объем цеха У=
= 120-48-10=57600 м3.Решение. Выбираем параллельную
схему выпуска воздуха. Принимая разме¬
щение агрегатов отопления с обеих сторон
цеха, определяем дальнобойность струи:Разрез/ФонарьН=ЮРис. VI 1.5. Схема воздушного
отопления механического цеха с
сосредоточенной подачей нагрето¬
го воздуха (к примеру расчета)/стр = 120/2 = 60 м.
Определяем количество струй К:
V	57 600КВН1,стр.48-10-60= 2.Принимаем подачу воздуха четырьмя
параллельными струями из четырех агрега¬
тов, установленных по два в каждом тор¬
це помещения.Ширина зоны помещения, обслуживае¬
мой одной струей,48В = —— = 24 м.Величина В получилась меньше произведения 4Н (4// = 4- Ю = 40), что удов¬
летворяет требованию.Определяем поправочный коэффициент С. Задаемся допустимой-подвижно¬
стью воздуха в помещениях, в которых выполняется легкий физический труд
(^макс = 0,5 м/с).По табл. VII.! находим при В<4И и чМакс=0;5 м/с величину С = 0,37.Определяем наивыгоднейшую кратность циркуляции300«макс 300-0,52/стр60= 1,25.Объем подаваемого воздуха четырьмя агрегатами
I = 1,25-57 600 = 72 000 мЗ/Ч.
Производительность каждого агрегата/■стр = 72 000: 4 = 18 000 м3/ч, или 5 м3/с.Коэффициент турбулентной структуры для цилиндрической трубы а=0,08 [19].
204Определяем дальнобойность струи /стР по формуле/стр =	р = = 240 м2; ^тр = V240 = 72 > 60 м.&	Л	0,цоПринимаем подачу воздуха на высоте /гв = 7 м, т. е. /г„>0,6//, что допустимо,
Дальнобойность струи получилась больше 60 м, поэтому для размеров цеха
считаем возможным пересчета не производить.Определим диаметр приточной насадки при параллельном направлении воз¬
душных струй:0,88/.схр	0,88-5а =	— =	—т- = 0,8 м,^максЧ\Р 0,5-0,7 у 240где ф—коэффициент, принимаемый равным 0,7 при В>4Н (в нашем примере
48 >40).Этому диаметру отвечает площадь сечения насадки [=0,5 м2.'Скорость в выхлопном сечении насадки составит18 000V =	= 10 м с.3600-0,5По полученным данным подбирают отопительные агрегаты.ГЛАВА VIIIПЕЧНОЕ ОТОПЛЕНИЕРазвитие отопительной техники началось с печного отопления.
Конструкции печей появились в глубокой древности — более 3 ты¬
сяч лет тому назад. Но и до настоящего времени печи применяют
для отопления небольших (до двух этажей) зданий, строящихся
в сельской местности и в ма¬
лых городах.Применение печей объяс¬
няется небольшой стоимостью
устройства их по сравнению с
другими видами отопления,
простотой конструкции и об¬
служивания. Вместе с тем печ¬
ное отопление имеет много не¬
достатков. Главными из них
являются высокая трудоем¬
кость их индивидуального об¬
служивания, низкий эксплуа¬
тационный коэффициент полезного действия, пожарная опасность,
загрязнение помещений топливом, золой, а также уменьшение на
5—8% полезной площади помещений и возникновение токов отно¬
сительно холодного воздуха (рис. VIII. 1). По этим причинам, а
также из-за большой трудоемкости сооружения кирпичных печей
применение печного отопления сокращается с каждым годом. .205Рис. VI 11.1. Схемы перемещения воз¬
духа в помещении:
а—при печном отоплении; б — при цент¬
ральном
§ 39. КЛАССИФИКАЦИЯ ОТОПИТЕЛЬНЫХ ПЕЧЕЙКаждая печь состоит из следующих основных элементов: топ¬
ливника для сжигания топлива,.каналов (или камер), по которым
перемещаются дьшовые газы, и дымохода, отводящего охлажден¬
ные газы в атмосферу. Тепло, 'выделяющееся в результате сгорания
топлива, воспринимается топливником и каналами, от которых оно
через теплоотдающие поверхности передается .в помещение.а)п6)Тспшниц\[оплиИти<г)ГП[ГОгт_Топливник]ТамиВтРис. VI П.2. Основные схемы движения дымовых газов в печиПечи характеризуют следующими признаками: теплоемкостью,
схемой движения газов внутри печи, толщиной стенок, формой в
п-й'ане, этажностью, типом устройства дымоходов (дымовых труб),
основным материалом, из которого сложена отечь.'опЫник Ъл".сНг-: Топяибник,Рис. УШ.З. Типы печей с движе¬
нием дымовых газов по каналамТоппиЬптРис. VIII.4. Типы печей с движе¬
нием газов по комбинированной
системе каналовПо теплоемкости печи подразделяют на теплоемкие и нетепло¬
емкие. К’ теплоемким относят печи, имеющие объем активно на¬
греваемого массива не менее 0,2 м3. При этом стенки топливника
должны быть не тоньше 6 см, а стенки каналов — 4 см. Теплоемкие
печи топят 1—2 раза в сутки. Нетеплоемкие печи —в основном
металлические—иногда снабжают футеровкой и топят непрерывно
или с небольшими перерывами.\Топливник206По схеме движения газов внутри течи делят в основном на три
типа (рис. VII 1.2):1)	печи с движением газа по каналам (рис. УШ.2, а, б);2)	печи с движением газов по камерам (колпаковые,
рис. УШ.2, в); ^3)	печи с движением газов по комбинированной системе (ка-
нально-колпаковые, рис. УШ.2, г).К каждому из указанных типов относится ряд печей. Например,
к первому типу печей с движением газов по каналам относят печи
с каналами, соединенными последовательно: однооборотные (рис.
УШ.З, а), двухоборотные (рис. УШ.З, б), многооборотные с вос¬
ходящим движением газов и с короткими вертикальными каналами
(рис. VII 1.3, в), а также печи с каналами, соединенными парал¬
лельно— однооборотные (рис. УШ.З, г).Аналогична конструкция печей, в которых газы движутся по
комбинированным системам каналов: последовательно (рис.
УШ.4, а), параллельно (рис. УШ.4, б), а также по каналам ниж¬
него прогрева и с воздухонагревательной камерой (рис. УШ.4, в).По толщине стенок печи считают толстостенными с толщиной
стенок 12 ом и более и тонкостенными с толщиной 'стенок в топ¬
ливнике до 12 см и других стенок до 7 см. По форме в плане ус¬
траиваются печи прямоугольные, квадратные, круглые и угловые.В зависимости от высоты печи подразделяют на одно- и двух¬
этажные.По способу отведения дыма или устройству дымоходов разли¬
чают печи с дымовыми трубами в виде каналов, размещаемых в
толще стен, а также с отдельно стоящими коренными трубами
из кирпича или бетонных блоков. Кроме того, очень часто из пе¬
чей, особенно в деревянных зданиях, дым отводят через насадные
трубы, которые устраивают непосредственно на печах.По основному материалу печи подразделяют на кирпичные, об¬
лицованные изразцами, кирпичные оштукатуренные, печи из бе¬
тонных или изразцовых блоков, печи из кирпича в металлических
кожухах, стальные с футеровкой внутри, чугунные.По назначению печи могут быть отопительные, пищеварные,
универсальные (русские печи), печи-сушилки, камины.§ 40. ОСНОВНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ ПЕЧЕЙТеплоемкие печи. Печь 1. На рис. VIII.5 показана конструк¬
ция кирпичной двухоборотной печи с последовательным соедине¬
нием каналов. Из топливника, предназначенного для сжигания
дров, дьшовые газы поступают в подъемный канал /, из которого
переходят в опускной канал //, далее, опустившись по этому ка¬
налу вниз, дымовые газы переходят в подъемный канал III и затем
в .насадную дымовую трубу. В канале III установлены .две дымо¬
вые задвижки, которые перекрывают сечение канала после оконча¬
ния топки.
д-8 9-3 V-?ККк\о2оыю
и оо ^ГО л
гЗ Д
*- (ЯЕ	*о	оК	2я	сией	н5Й °
?> Е
К О
Ие[*8в
О
О «>каД. опо комбинированной системеПродольныйразрезПоперечныйразрезПреимуществами этой печи являются сравнительная простота
конструкции и хороший прогрев низа печи, недостатком —»■ неравно¬
мерность прогрева стенок по периметру вследствие разной темпе-
' ратуры газов в каналах.Печь 2 — с движением газов
каналов (рис. УШ.6).В теплотехническом отноше¬
нии эту .печь можно характеризо¬
вать как рациональную. Преиму¬
ществом печи является хороший
прогрев низа, недостатком — от¬
носительная сложность конст¬
рукции.Печь 3 (рис. УШ.7) с дви¬
жением газов по комбинирован¬
ной схеме. В теплотехническом
отношении такая печь относится
к числу рациональных из-за хо¬
рошего прогрева ее низа.К преимуществам печи следу¬
ет отнести форму в плане, позво¬
ляющую устанавливать ее в пе¬
регородке для отопления двух
комнат с топкой из коридора.Печь 4 (рис. VIII .8)—кол-
паковая, бесканальная. В отли¬
чие от принципиальной схемы
печи, показанной на рис. УШ.2, в,
в данном случае с целью увели¬
чения поверхности, воспринимаю¬
щей тепло, и массива, аккумули¬
рующего тепло, предусмотренарешетчатая кирпичная кладка (насадка), которая образует со¬
общающиеся между собой- горизонтальные и вертикальные ходы.
Газы из топливника попадают в колпак, в котором после охлаж¬
дения от соприкосновения со стенками и поверхностью насадки
опускаются до уровня перекрытия топливника и уходят в трубу.Колпаковые печи рекомендуется топить дровами, торфом, то¬
щим углем. Если топить печь длиннопламениым каменным углем,
•насадка быстро засоряется сажей, что уменьшает теплоотдачу
печи.В колпаковых печах особенно интенсивно прогревается верхняя
часть (колпак), куда устремляются газы. Поэтому такие печи не
Должны быть высокими.Колпаковые печи обладают рядом эксплуатационных преиму¬
ществ. Если задвижки в дымовой трубе будут закрыты неплотно,
поступающий через топочную или поддувальную дверку воздух из
помещения устремится в печь и далее в дымовую трубу. В отличиеГидроизоляцияРис. VIII.7. Печь нижнего про¬
грева с движением газов по ком¬
бинированной схеме209
Iот всех других печей в колпаковой печи воздух кратчайшим путем
попадает из топливника в последний дьшоход-трубу, минуя колпак,
поскольку там уже находится горячий воздух. Следовательно, печь
в основной части охлаждаться не будет и сохранит значительную
часть тепла даже при неплотно закрытых задвижках.Нетеплоемкие печи. Такие печи устраивают для отопления по¬
мещения временного характера и помещений с периодическим пре¬
быванием людей. Нетеплоемкие печи относят к числу простейших:А-АБ-БВ-ВРис. УШ.8. Печь
бесканальная с
колпаком наса-
дочного типанередко их конструкция ограничивается одним топливником. Как
правило, это металлические печи, изготовляемые из листовой стали
или отливаемые из чугуна. Улучшенные конструкции нетеплоем¬
ких печей имеют футеровку из кирпича или шамотных плит (вкла¬
дышей).Печь 5. На рис. УШ.9 изображена нетеплоемкая цилиндриче¬
ская печь из листовой стали, футерованной шамотными вкладыша¬
ми в виде отдельных элементов. В такой печи можно сжигать под¬
московный уголь,' дрова, кокс, каменный уголь, брикеты.210Печи длительного и непрерывного горения. Печи с периодиче
ской топкой отличаются значительным объемом и массой, необхо¬
димыми для аккумуляции тепла за время топки. В свою очередь,
периодичность топки является причиной неравномерности теплоот¬
дачи печи по времени.Все эти недостатки печей с пе¬
риодической топкой устраняются,
если сжигание топлива в печи
вести замедленно (в течение 6 ч
и более) или непрерывно.Длительность процесса горе¬
ния осуществляется уменьшени¬
ем количества воздуха, подавае¬
мого ;В ТОПКу.Печь 6. Примером печи дли¬
тельного горения является печь
конструкции инж. А. Л. Венико¬
ва (рис. VIII. 10). Эта печь име¬
ет камеру 140X140 ,мм высотой
560 мм, достаточную для загруз¬
ки топлива на целые сутки.Подом загрузочной камеры
служит подвижная колосниковая
решетка. В передней (фронто¬
вой) стенке печи устроены три
отверстия, закрываемые гермети¬
ческими дверцами: верхнее —
для загрузки топлива, среднее —
для шурования топлива и очист¬
ки колосниковой решетки и ниж¬
нее—поддувальное с движком,
перекрывающим отверстия в под¬
дувальной дверце для регулиро¬
вания количества подаваемого
воздуха.По схеме движения газов
печь 6 является коллаковой. Го¬
рение топлива происходит на на¬
клонной поверхности топлива,
спускающегося в загрузочной ка¬
мере вниз до места его сгорания.Печи непрерывного горения,
как правило, устраивают с загру¬
зочными камерами, как в печи
инж. А. Л. Веникова, с топливни¬
ком нижнего горения. Рекомен¬
дуемым видом топлива для этих
печей является кокс, антрацит,
тощие угли, т. е. топливо с малым.17.ш\^1Л|	/В 15Рис. У111.9. Цилиндрическая печь
с футеровкой шамотными вклады¬
шами:1 — основание; 2 — корпус; 3 — колод¬
ка; 4— рама дверцы; 5 —рамка; 6 —
под; 7 — дверца-решетка; 8 — решетка
поворотная; 9 — решетка выдвижная;
10 — зольннк; 11 — дверца; 12 — за¬
слонка; 13, 14 — рамкн; 15 — ручка;
16 — штнфт; 17 — ось; 18 — верхняя оп¬
рава; 19 — защитный колпак; 20 —
крышка; 2/ —ось с рычажком;. 22 —
заслонка; 23 — вкладной кружок; 24 —
загрузочная крышка; 25 — ось; 26 —
ручка; 27 — футеровка211
выходом летучих газов. Сжигание же длиннопламенных углей со¬
провождается сухой перегонкой топлива, т. е. химической неполно¬
той сгорания.Рис. VII. 10. Печь длительного горения системы инж. А. Л. Веникова:/ — огнеупорная глина; 2 — лещадка; 3 — кафель; 4 — задвижка; 5 — присоединение
к дымовой трубе; 6 — стальной лист§ 41. ОСНОВНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ПЕЧЕЙОснования печей. Печи массой до 750 кг по нормам допускается
устанавливать на балках перекрытия с предварительным расчетом
их на прочность.Отопительные печи массой более 750 кг должны иметь собст¬
венные основания. Печи, расположенные на первом этаже, уста¬
навливают также на отдельных фундаментах. Глубина заложения
фундамента для печей должна быть не менее 0,5—0,6 м.Топливники должны быть приспособлены для сжигания топли¬
ва, на которое рассчитана печь. Различают следующие основные
типы топливников: для сжигания дров, сжигания каменного угля,
влажного топлива и природного газа (с соблюдением специальных
требований и условий).212Конструктивные отличия топливников для сжигания дров от
топливников для сжигания каменного угля указаны в табл. VIII.1.Таблица VIII.!Топливники для сжигания дровТопливники для сжигания каменного угляКолосниковая решетка чугунная
неподвижная
Топочный порог высотой в 1 ряд
кирпичаМатериал стенок топливника —
обыкновенный глиняный, кирпичКолосниковая решетка чугунная под¬
вижнаяТопочный порог высотой не менее чем
в 2 ряда кирпича
Материал стенок или футеровки топ¬
ливника — огнеупорный кирпичНа рис. VIII.11 изображены топливники для сжигания дров и
каменного угля. В топливнике для сжигания дров лежащие на ко¬
лосниковой решетке дрова .пронизываются поступающим из подду¬
вальной дверцы воздухом. Регули¬
руют поступление воздуха различ¬
ной степенью открытия поддуваль¬
ной дверцы.В топливнике для сжигания ка¬
менного угля для обеспечения тре¬
буемых условий сгорания каменно¬
го угля устраивают неглубокую
шахту (140—210 мм). Колоснико¬
вую решетку желательно устраи¬
вать подвижной для шуровки ка¬
менного угля с целью удаления
шлака.Топливники устраивают из обык¬
новенного глиняного кирпича. В пе¬
чах для сжигания каменного угля
или антрацита стенки топливника
кладут из огнеупорного кирпича
или футеруют огнеупорным кирпичом (толщиной в 1/* кирпича).
Из-за различия температурных деформаций кладку из обыкновен¬
ного кирпича и огнеупорного не перевязывают.Топливники печей для сжигания влажного топлива. Схемы уст¬
ройства топливников печей для сжигания влажного топлива и топ¬
ливников печей длительного горения аналогичны. На рис. VIII.12
показана схема топливников такого назначения.Небольшая порция топлива загружается на колосниковую ре¬
шетку. После розжига бункер топливника загружают топливом.
Горение его происходит в нижнем слое, и по мере сгорания топливо
оседает. Водяные пары при сжигании влажного топлива после под¬
сушки удаляются в дымовой канал через небольшое отверстие 4
под перекрытием топки. Топка имеет три дверки; верхняя дверка
1 загрузочная, средняя 2 — шуровочная, нижняя 3— подду¬
вальная.Рис. VIII.! 1. Топливники:
а —• для сжигания дров; б — для сжи¬
гания каменного угля213
Кладку печей ведут из хорошо обожженного кирпича на
глинопесчаном растворе со швами толщиной до 5 мм. Выкладывать
печи из силикатного кирпича не допускается ввиду того, что такой
кирпич разрушается при высокой температуре.Не употребляется для кладки также недожженный кирпич из-за
его хрупкости и пережженный, так как поверхность последнего
плохо соединяется с глиняным раствором.Раствор, применяемый при кладке печей, должен быть .пластич¬
ным. Песок для приготовления раствора применяют кварцевыйКонеккрышиРис. VIII. 12. Схемы топ¬
ливников печей для сжи¬
гания влажных топлив и
печей длительного горе¬
нияРис. VIII.13. К определению высоты
труб, размещаемых над кровлеймелкозернистый. Состав раствора: на 1 часть глины I часть песка;
при жирной глине на 1 часть глины 2 части песка. Толщина шва-—
до 5 мм.Кладку топок из огнеупорного кирпича ведут на растворе из ог¬
неупорной глины и .мелко измельченного шамота в пропорции 1:1.
При кладке обязательна ее перевязка вертикальных швов. Толщина
шва — до 3 мм.Трубы насадные и коренные выкладывают из кирпича на обыч¬
ном известковом растворе.Печные приборы, к которым относятся колосники, запорно-ре-
гулирующие устройства (шибер и вьюшки), устанавливают во вре¬
мя кладки печи.Лучшими по стойкости против коробления и коррозии являются
печные приборы из чугуна. Кирпичные печи обычно штукатурят
составом из 0,2 части асбеста, 12 частей извести, 2 частей песка
и 1 части цемента.Поверхность .печи можно затереть глиняным раствором с по¬
следующей побелкой ее известью или покраской клеевой краской.Внутренние поверхности дымовых каналов и труб не штукату¬
рят, но они должны быть гладкими. Отметки устьев дымовых труб214назначают в соответствии с правилами, указанными на рис. VIII.13.
Размеры каналов в кирпичных печах принимают обычно кратными
размерам кирпича. Дымоотводные каналы устраивают размером
Ч2ХЧ2 кирпича от печей с теплоотдачей до 3000 ккал/ч и до '/2X1
кирпич от печей с теплоотдачей от 4500 до 6000 ккал/ч.ЛистсталиШтукатурт
2слоя Войлока,
смолимого В глинпРис. VIII.14. Пожарная профилактика при возведении печей:
а — разделка кирпичной трубы, проходящей через перекрытие; б — отступки при
устройстве коренной трубыПротивопожарные мероприятия. В тех местах, где
печи размещают близко <к сгораемым частям здания, оставляют от¬
ступки и разделки, выполняемые из несгораемых материалов (кир¬
пич, асбест и др.). Расстояние между печью и сгораемой стеной или
перегородкой должно быть не менее 13 см.Дымовые трубы нужно устраивать так, чтобы между внутренней
поверхностью газоходов («дыма»)’ и сгораемыми конструкциями
здания сохранились определенные расстояния, рекомендуемые про¬
тивопожарными правилами СНиПа и указанные на рис. VIII.14 и
в табл. УШ.2 и УШ.З.Таблица У1Н.2Печные устройстваРасстояние от внутренней поверхности газохода
и дымохода до сгораемой конструкции, смКонструкция, не защищенная'
от возгоранияКонструкция, защищенная
от возгоранияОтопительные печи периоди¬
ческого действия с продолжи¬
тельностью топки:а)	до 3 ч		38б)	более 3 ч		51Печи длительного горения .	38Печи, работающие на газеРасходом более 2 м3/ч	|	38Квартирные кухонные плиты
на твердом топливе	I	38I	1* Примечание. Металлические дымовые трубы не допускается прокладывать через
сгораемые перекрытия.2538252525Не нетеПлитка
Войлок
о глине215
Таблица УШ.ЗРасстояние от поверхности перекрытий печи до потолка,смОтопительные печи• потолок, не защищенныйпотолок, защищенныйот возгоранияот возгоранияТеплоемкие 	3525 |Нетеплоемкие	10070 |Примечание. Не разрешается отводить дым в вентиляционные каналы.§ 42. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ПЕЧНОГО ОТОПЛЕНИЯЕсли (По технико-экономическим соображениям устраивать цен¬
тральное отопление окажется нецелесообразным, проектируют
отопление печное. Проект отопления должен быть увязан со стро¬
ительным проектом. Печи целесообразно размещать у внутренних
стен поблизости от дверных проемов.По эксплуатационным соображениям, если возможно, печи раз¬
мещают так, чтобы их можно было топить ‘из коридора.При обогревании одной печью двух помещений уменьшается
■ общее число отопительных печей и, следовательно, 'снижаются рас¬
ходы на устройство отопления. Вместе с тем недопустимо обогре-.
вать основные помещения так называемым вторичным теплом путем
открывания дверей в отапливаемые помещения.Каждая печь должна иметь самостоятельный дымовой канал.
Размещать дымовые каналы в наружных стенах не рекомендует¬
ся, так как в этом случае в каналах могут конденсироваться водя¬
ные пары, находящиеся в газах.Расчет печного отопления. Этот расчет рекомендуется вести в
такой последовательности:1)	рассчитать потери тепла ограждениями;2)	определить суммарный коэффициент поглощения тепла по¬
мещением;3)	выявить активный объем печи. Активным объемом печи на¬
зывают произведение площади в плане на расчетную (активную)
высоту. Под активной высотой понимают расстояние по вертикали
от колосниковой решетки до перекрытия при полной высоте печи
не более 2,1 <м;4)	запроектировать печь с учетом требуемой величины актив¬
ного объема; определить основные конструктивные размеры эле¬
ментов печи;5)	проверить печь на тепловосприятие, теплоаккумуляцию и
теплоотдачу;6)	определить колебания температуры воздуха в помещении ис¬
ходя из фактического активного объема печи.216Расчет потерь тепла ограждениями при устройстве печного
отопления .ведут аналогично изложенному, т. е. так же, как и при
устройстве центральных систем отопления.Суммарный коэффициент теплопоглощения определяют по фор¬
мулеР= вхр\ + В2Г2+ В3Р3+ В,К-\- В5Р 5+ В6р6. (VIII. 1)Здесь В1, В2, В3, Вл, В5, Ве — коэффициенты поглощения (опре¬
деляемые расчетом) отдаваемого
печью тепла наружными стенами
В\, внутренними стенами В2, по¬
лом В3, потолком В4, окнами В5,
мебелью В6; Р'и р'2, р\ Р\, Р'5,Р'6 —площади поверхностей, вос¬
принимающих тепло печи, изме¬
ряемых по внутренним размерам:
наружных стен —: Р\, внутренних
стен — Р'2, пола — Р'з, потолка ■—Р'и, окон ■— Р'5, мебели — Р'е
(условно принимаемой равной
Р'з пола).Величину активного объема
печи можно найти, используя ко¬
эффициент неравномерности теп¬
лоотдачи М, являющейся харак¬
теристикой типа печи.Печь должна удовлетворять
основному санитарно-гигиениче¬
скому требованию: амплитуда ко¬
лебания внутренней температу¬
ры помещения должна быть в пределах Л/в =±3,0°.Амплитуду колебания внутренней температуры помещений оп¬
ределяют по формуле (1.41)А(1=аМ<3/Р,где М — .коэффициент .неравномерности отдачи тепла отопитель¬
ным прибором. Для печи коэффициент М — функция трех величин:
активного объема печи V, толщины стенок топливника й каналов6,	режима топки печи 2 (рис. VIII.15), т. е. коэффициент М явля¬
ется характеристикой определенного типа печи; а — коэффициент,
принимаемый равным 0,7; С)■—тепловые потери помещения,ккал/ч; Р — суммарный коэффициент теплопоглощения; '.ккал/чX
Хград.Величину М 'можно найти из формулы (1.41):-'8~~832(УП1.2)217Рис. VIII.15. Примерная зависимость
массы печи С от коэффициента не¬
равномерности теплоотдачи М при
двух топках — в сутки и при 1п =
= —30° С:1 — печи толстостенные; 2 — печи тонко¬
стенные блочные изразцовые повышенного
прогрева; 3 — печи тонкостенные кирпич¬
ные повышенного прогрева (по Л. А. Се¬
менову)
Коэффициент 0,7, уточняющий величину Л*в, учитывает следу¬
ющие факторы: сдвиг фаз между теплоотдачей печи * и теплопо-
глощением ограждениями; влияние конвективного тепла; влияние
мебели на теплоотдачу и тепловосприятие от конвективных пото¬
ков, а также бытового тепла (от бытовых приборов и людей).Вписывая выбранный по каталогу тип печи в выявленный ак¬
тивный объем, определяют на основании приведенных ниже расче¬
тов конструктивные размеры элементов печи.Расчет топливника. Площадь
пода определяют для размеще¬
ния топлива слоем допустимой
толщины (обычно 75% всего ко¬
личества Вт, сжигаемого за одну
топку):Р = °’75йг , (VIII.3)
Нугде Рт — площадь пода топлив¬
ника, м2; Вт — количество топли¬
ва, сжигаемого за время одной ,
топки, кг; к — толщина слоя топ¬
лива, лг, у — объемная масса топ¬
лива, кг/м3.	(
Массовый расход топлива на од¬
ну топку в кг определяют из отношенияВг=()р:ф1,	(VIII. 4)где (2р — расчетная теплоотдача печи за период между двумя топ¬
ками, или количество тепла, аккумулируемое печью за время од- Г1
ной топки; (?нр — низшая теплотворная способность топлива,
ккал/кг; 11 — коэффициент полезного действия для печей; при сжи¬
гании антрацита т) = 0,75 и при других видах топлива г) = 0,70.Весьма важным условием полного сгорания топлива является
величина теплового напряжения топочного пространства, получае¬
мая из отношения(УШ.5)где 2(2НР — теплотворная способность топлива, сжигаемого в тече¬
ние 1 ч; У — объем топливника, равный произведению площади
пода топливника на его высоту; рекомендуемые значения Е указа¬
ны 1в нормах (например, в ГОСТ 2127—47).Объем топливника в м3 определяют из выражения1/т1=^,	(УШ.б)* Возрастание и снижение теплоотдачи печи происходят не в одинаковые
сроки: ьо время 2(— возрастание, во время 22 — снижение (рис. VIII.16).Рис. VIII.16. Кривая теплоотдачи
теплоемкой печи с периодической
топкой218где г)т — к. п. д. топливника, принимаемый равным 0,9; т — про¬
должительность топки печи, ч.Расчетами определяют высоту топливника, площадь колосни¬
ковой решетки и поддувального отверстия.Продолжительность топки зависит от вида топлива и часовой
теплоотдачи печи <2Ч, с увеличением последней увеличивается про¬
должительность топки. Для дров продолжительность топки прини¬
мают не дольше 2 ч при <2Ч>5000 ккал/ч. Каменный уголь сгорает
медленнее дров и поэтому продолжительность топки печей камен¬
ным углем увеличивают в 1,5—2 раза по сравнению с продолжи¬
тельностью топки-дровами.Исходя из объема топливника определяют его геометрические
размеры. Ширину топливника в кирпичных печах с теплоотдачей
до 3000 ккал/ч обычно принимают в пределах 0,19—0,27 м и0,27 м — для печей с теплоотдаечй более 3000 ккал/ч.Проверка печи на тепловосприятие, теплоаккумуляцию и тепло¬
отдачу. Печь считается удовлетворяющей требованиям, если при
ее эксплуатации соблюдается следующее равенство (с отклонени¬
ем в меньшую или большую сторону ±10—15%): '^1=^2=^з=^4.	(МП.7)где С?1—тепловые потери ограждениями отапливаемого помеще¬
ния за время между двумя топками; С?2 — количество тепла, вос¬
принимаемого внутренними поверхностями топливника, каналов
печи за время топки; фз — количество тепла, аккумулированного
сплошной кладкой печи (в пределах активного объема) за время
топки; ф4 — количество тепла, отдаваемого во время остывания
отапливаемому помещению.Величины, входящие в выражение (VI П.7), определяют следу¬
ющим образом. Потери тепла ограждениями <21 за период между
двумя топками вычисляют по формуле(?1=2<2,	(VIII. 8)гДе % — время между двумя топками (началом топок), ч; С? — рас¬
четные потери тепла, ккал/ч.Количество тепла, воспринимаемое печью за время топки, равно<22 = (? 1/1+ &/*+ • • -+Р«/«)т,	(VIII.9)гДе и. /2, /п — внутренние поверхности печи, омываемые газом,
м ; Рь Рг, ..., — соответствующие им коэффициенты тепловосприя-
Т,1Я- принимаемые по таблице норм ГОСТ 2127—47, ккал/ч.Индексы при / и р относятся соответственно к топливнику, пер¬
вому дымоходу печи,’колпаку в бесканальных (колпаковых) печах
и остальным дымоходам печи.Количество аккумулированного тепла печью в ккал за время
°пки определяют из выражения€*<23—<2з—(VIII. 10).219
где С — масса печи в пределах ее активного объема, кг; с — удель¬
ная теплоемкость массива печи, ккал/кг-град (для кирпичной печи
с=0,21 ккал/кг; град); Д/ —перепад температуры массива печи в
максимально разогретом состоянии и к началу следующей топки,
принимаемый по табл. УШ.4, °С; п—-время между концом топки
и началом следующей, ч.Таблица УП1.4
Допустимые перепады температур массива печиТип печиТонкостенная печь массой до 1000 кг
То же, массой 1000 кг и более . . . .
Толстостенная 	д/, °с16012080-Количество тепла в ккал/ч, отдаваемое печью ео время остыва¬
ния, определяют по формуле^4:=а1^1_Ьа2^Г2~Ь • • • +ал^п>где,/’ь Р2, —, Гп -—теплоотдающие поверхности стенок, перекры¬
тий камер и дна печи, м2; сц, аг, .... ап — соответствующие этим по¬
верхностям средние коэффициенты теплоотдачи, ккал/мг-ч, которыеможно принимать по табл. VIII.5.	,Таблица УШ.5Средние коэффициенты теплоотдачи аТемпература поверхности
печи, °СТипы печей' средняяв отдельных
точках в мо¬
мент макси¬
мального
нагреваСредние коэффици¬
енты теплоотдачи
а, ккал/м2чТолстостенные оштукатуренные
или в металлических футлярах . . .Толстостенные	Тонкостенные массой 1000 кг и бо-То же, до 1000 кг	: • - •55-6565-7065-7060-658590120120400—500500-600500-600450—5501К теплоотдающим поверхностям печи относят следующие:
поверхность стенок печи в пределах активной высоты, омывае¬
мой с одной стороны воздухом, а с другой прогреваемая газами или
соприкасающаяся с топливом;перекрышу при высоте печи не более 2,1 м и толщине не более21 см;поверхности стенок воздухонагревательных камер;
дно печи, если оно с одной стороны омывается протекающим
воздухом, а с другой горячим газом.Температуру открытой теплоотдающей поверхности печи и сред¬
ние коэффициенты теплоотдачи принимают по табл. УШ-5.В заключение расчета проверяют фактическую величину ампли¬
туды колебания температуры отапливаемых помещений за проме¬
жуток времени от одной топки печи до другой.Печное отопление можно запроектировать, минуя вышеприве¬
денную методику расчета, если применять ц качестве генератора
тепла печи из типовых альбомов.В этих случаях расчет печей ведут в такой последовательности.
Определяют теплопотери при той же температуре наружного воз¬
духа, которая принята для центрального отопления. 11о типовым
альбомам выбирают отопительную печь с теплоотдачей, соответст¬
вующей тепловым потерям помещения.Выбирать печь по теплоотдаче и проверять теплоустойчивость
помещений, т. е. определять амплитуду колебания темгтературы по-
мещения, следует при топке печи 2 раза в сутки. В случае повы¬
шения наружной температуры и уменьшения разности температур
внутреннего и наружного воздуха до 60—65% от расчетной можно
топить печь 1 раз в сутки. Теплотехнический расчет самой печи в
этом случае не производится, так как печь Ьыбирают типовую по
альбому.В случае необходимости проектирования самой печи следует
иметь в виду, что до применения печи на практике ее нужно под¬
вергнуть лабораторным испытаниям по стандартной методике.При выборе печи учитывают санитарно-г^гиеничесрсие требова¬
ния помещений. Например, для отопления детских и лечебных уч¬
реждений следует применять печи с умеренным прогревом стенок,
т. е. с температурой поверхности даже в отдельных точках до 90° С.ГЛАВА IX
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОТОПЛЕНИЕЭлектрическое отопление имеет следующие преимущества: про¬
стоту монтажа электропроводки, отсутстзие продуктов сгорания,
компактность нагревательных приборов, высокий коэффициент по¬
лезного действия электрических приборов отопления; не требуются
дорогостоящие наружные тепловые сети.К недостаткам электрического отопления относятся высока»
температура теплоотдающих элементов (витков проволоки) в эле¬
ктрическом нагревательном приборе, опасность в пожарном отно¬
шении и высокая стоимость электроэнергии.В настоящее время электроэнергию применяют в технике тепло¬
снабжения в виде следующих устройств:прямого радиаторного отопления на базе электрорадиаторов
(например, приборы рд-34, и рд-35 конструкции НИИ сантехники
мощностью 0,5 и 1 кВт);электротеплонасосного отопления на базе полупроводниковых
тепловых насосов;220221
отопления с использованием греющих кабелей;теплоснабжения с применением электродных котлов;электроаккумуляционного отопления.Перспективным является электроотоплеНие с использованием
полупроводниковых тепловых насосов, потребляющих электроэнер¬
гии в 3—4 раза меньше, чем при прямом электроотоплении. Кроме
того, систему электроотопления при помощи тепловых насосов мож-
•1;о в летнее время переключать на охлаждение помещений.Принцип получения тепла, а также холода из. теплого окружа¬
ющего воздуха или воды с использованием полупроводников в схе¬
ме теплового насоса основан ,на эффекте Пельтье (1834). Это явле¬
ние, научно объясненное русским ученым Ленцем в 1838 г., заклю¬
чается в следующем. Если через разнородные соединенные друг с
другом-металлы (особенно полупроводники) пропустить постоянный
электрический ток, то в месте контакта положительного полупро¬
водника с отрицательным при направлении тока от « + » к «—» вы¬
деляется тепло, а при обратном направлении тока в месте контакта
(спая) тепло поглощается.Физический смысл этого явления заключается в том, что проис¬
ходит перемещение тепла от холодной среды к горячей за счет элек¬
трической энергии.Теоретический отопительный коэффициент электрической систе¬
мы отопления на полупроводниковых тепловых насосах /Сотгг	ТУОТ	Гр	Гр ^/ 2 -- 11где Т1 — абсолютная температура холодного спая, К: Т%— то же,
горячего спая.Пример. При температуре горячего спая 300К (27° С) и холод¬
ного 290К (17° С) отопительный коэффициент будет равенК„= - 3—— = 30.от 300 — 290Это означает, что на 1 кВт затраченной электрической мощности
можно получить 30 кВт полезного тепла и 29 кВт холода (практи¬
чески Д'от=4—5 в зависимости от качества полупроводников).В СССР выпускают полупроводниковые тепловые насосы тина
«воздух — вода» и «воздух — воздух», характеристики которых при¬
ведены в табл. 1Х.1.Преимущество тепловых насосов ПТН состоит в возможности
регулировать в широких пределах теплопроизводительность за счет
изменения силы тока. Однако системы отопления с применением
тепловых насосов могут получить распространение в будущем толь¬
ко в местностях с дешевым тарифом электроэнергии и при сниже¬
нии стоимости тепловых насосов.Понятие об электроаккумуляционном отоплении. В последние
годы начали применять электроотопление с использованием внепи¬
ковой электроэнергии. Себестоимость ее, по данным «Энергосеть-222Таблица IX. 1Технические данные некоторых полупроводниковых тепловых насосовТипоразмер ПТНПоказателитн-зТН-5Номинальная производительность; ккал/ч:
по теплу 	30005000по холоду		20003300Производительность по воздуху, м3/ч360720Расход воды, л/ч	200400Потребляемая мощность при /=10 А, Вт . .- 12002000проекта», в 1,7—2,3 раза ниже средней себестоимости электро*
энергии.Использовать внепиковую электроэнергию для отопления можно
при условии создания установок с материалами, аккумулирующими
тепло. Аккумулирующие материалы должны обладать максималь¬
ной теплоемкостью, высокой рабочей температурой, объемной мас¬
сой, теплопроводностью и приемлемой стоимостью.Основными способами аккумуляции тепла могут служить способ
сохранения тепла в предварительно нагретом материале, использо¬
вание скрытого тепла между двумя фазами материала и примене¬
ние реакции обратимого химического процесса.В центральных системах отопления аккумулирующим материа¬
лом является вода.Расчеты теплоаккумуляцпонного электрического отопления про¬
изводят с учетом теплоаккумуляционной способности зданий, при¬
боров электрического отопления, электрокотлов и других емкостей., Коэффициент аккумуляции теоретически можно определить по
формуле, используемой в трудах проф. Е. Я. Соколовагде Р — поверхность стен, м2; б — толщина стен, м; V — объемная
масса стен, кг/м3; к — отопительная характеристика здания,
ккал/м3 ■ ч-град; V — объем здания, м3; с — теплоемкость огражде¬
ний, ккал/кг-град.Для жилых зданий р = 30—60 при водяном центральном отопле¬
нии.Зная коэффициент аккумуляции, можно найти предельное время
отключения 7. системы электроотопления:где 1Ъ' — внутренняя температура воздуха в помещении в момент
прекращения подачи тепла; 12 — то же, через 2 ч; - — расчетная
наружная температура.223
Расчет нужно вести на те помещения, которые охлаждаются наи¬
более быстро (например, угловые квартиры).При отоплении помещений электропечами тепло аккумулируется
в печах, интерес к установке которых наблюдается в ряде зару¬
бежных стран.Расчет электронагревательных приборов. Количественная сторо¬
на преобразования электроэнергии в тепловую выражена законом
Джоуля — Ленца: количество тепла (2, выделенного током на уча¬
стке цепи, прямо пропорционально квадрату силы тока /, сопро¬
тивлению участка Я и времени прохождения тока I.(2=/2/&При расчете электронагревательных приборов следует иметь в
виду, что количество тепла, выделяемого проводниками, зависит от
способа их соединения: последовательного или параллельного.При последовательном соединении проводников (потребителей)
тока имеем(?1 =/*/?!/; $2 =Разделив почленно эти равенства и сократив на / и I, получимС>1 #1<?2 /?2Иными словами, количество тепла, выделенного током в от¬
дельных участках цепи при последовательном соединении, прямо
пропорционально сопротивлениям участков.При параллельном соединении проводников одинаковы напря¬
жения и на обеих ветвях:<2,=-<?2=иЦ/?2После деления этих равенств почленно и сокращения на и и I по-
тучим<?2т. е. количество тепла, выделившегося в параллельно соединенных
проводниках, обратно пропорционально сопротивлениям участков.Расчет реостатных отопительных электроприборов. В основу
расчета положено условие о том, что проводник при нагревании
должен отдать в окружающее пространство требуемое проектом
количество тепла. Для этого проводник должен иметь определенные
геометрические параметры (I — длину, й — диаметр) и температуру
поверхностей ^Пов- Эти условия выражены двумя уравнениями, при¬
веденными ниже.1.	Количество тепла в ккал/ч, отдаваемое проводником, равно<2=— (/пов - о= (/пов - о,
1000 ' 0 .1000224где а — коэффициент теплоотдачи [а=1(1ПОв, й)\, ккал/м2 • ч-град.
По опытным данным, а принимают при ^Пов=100°С и диаметрах
проволоки от 0,5 до 2 мм в пределах 35—45 ккал/м2-ч • град; при
этом меньшим диаметрам соответствуют большие значения а; Р —
поверхность проводника пй1, м2; 1поъ — температура поверхности
проводника (практически равна температуре проводника); —
температура воздуха в помещении.2.	Количество тепла, выделяемое проводником при переходе эле¬
ктрической энергии в тепловую, определяют по формуле<3= 0,86^2//?,где 0,86= 1 Вт-ч = (0,86 ккал).Сопротивление проводника Я можно выразить отношениемр	_с1_	 4с1~ / ~~~псР 'где с — удельное сопротивление проводника, ом • мм2/м; / и/ —
длина и площадь сечения.Подставляя значение Я, получим<3=0,86 и2яй2\с1Из первого уравнения находим значение й^ 1000$(ЦТ/ 0В ^В)После подстановки получим4	п о	ы2Я-1000^2—	’ 4«йй*аг(<пов-<в)2 'Отсюда получаем формулу для определения длины проводника в м:>г1=41 ,/И^И.V са2 (1П0Ъ — 1Н)‘2ГЛАВА XКОМБИНИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯКомбинированными системами отопления называют такие, в ко¬
торых, как правило, имеются два теплоносителя: первый — грею¬
щая среда, второй — нагреваемая среда или теплоноситель собст¬
венно системы отопления.К комбинированным системам относят: центральные пароводя¬
ные системы, водоводяные, паро- и водовоздушные (рассмотренные
выше), системы с использованием перегретой воды и пара. Рас¬
смотрим некоторые из названных систем.225
Центральная пароводяная система (рис. Х.1) применяется в тех
случаях, когда генераторами тепла служат паровые котлы, выраба¬
тывающие пар для технологических нужд предприятий.Установка работает следующим образом. Пар из котла 1 посту¬
пает в емкостный водонагреватель 2, в змеевике 3 которого пар кон¬
денсируется, отдавая скрытое тепло парообразования (конденса¬
ции) циркулирующему через водонагреватель теплоносителю (ве¬
де) системы отопления.■й■ииРис. Х.1. Схема пароводя¬
ной системы отопления:1 — котел; 2 — емкостный водо-
подогреватель; 3 — змеевик; 4 —
система водяного отопления с
естественной циркуляциейРис. Х.2. Схема отопления
с водоводяным подогрева¬
телем:1 трубопроводы тепловой се¬
ти; 2— водоподогреватель; 3—
насос; 4 — система водяного
отопления с насосной циркуля¬
цией; 5^—задвижкаВвиду относительно больших размеров водоподогревателя ско¬
рость воды в нем мала. Следовательно, невелико и гидравлическое
сопротивление водоподогревателя, вследствие чего можно приме¬
нять систему пароводяного отопления с естественной циркуляцией,
как показано на рис. Х.1. Относительно большая емкость водоподо¬
гревателя, а следовательно, и большая его теплоаккумулирующая
способность позволяют регулировать теплоотдачу системы отопле¬
ния пропусками, т. е. подавать пар в водоподогреватель с переры¬
вами.Теплопроизводительность емкостного подогревателя зависит от
величины поверхности змеевика, устраиваемого обычно из 11-образ-
ных трубок.На рис. Х.2 показана система отопления с водоводяным подогре¬
вателем, обычно называемым скоростным (рис. Х.З). В таком водо-
подогревателе первичным теплоносителем служит перегретая вола
(150° С), получаемая из тепловых сетей ТЭЦ.Вторичным теплоносителем здесь является вода собственно си¬
стемы отопления. Вследствие относительно большого гидравличе¬
ского сопротивления водоподогревателя системы отопления226устраиваются, как правило, в насосной циркуляцией (что и показа¬
но на рис. Х.2). В водонагревателях скоростного типа первичным
теплоносителем может служить пар. Применение перегретой воды
объясняется технико-экономическими соображениями.Системы отопления, имеющие в качестве генератора тепла водо-
подогреватели, в принципе не отличаются от рассмотренных выше,
но вместо водогрейных котлов применяют паро- и водонагреватели.Вход первичной
6оды (от ТЗЦ)1 ЛиюрБый
’ а компенсаторВыход П-уН
ВторичнойВход Вто
ричной Бр
ды=Т3 Выход перВичной
у Воды (на ТЭЦ)Рис. Х.З. Секционный водоводяной подогревательТепловой расчет водоподогревателя. Задачей теплового расче¬
та водоподогревателя является определение требуемой поверхности
нагрева и основных размеров. Поверхность нагрева водоподогрева¬
теля определяют по формулеАгде (2 — количество тепла, передаваемого нагреваемой жидкости,
ккал/ч; к — коэффициент теплопередачи, ккал/м2-ч • град; Р — по¬
верхность нагрева или теплообмена, м2; А^ — средняя разность тем¬
ператур теплоносителей, град.Коэффициент теплопередачи в этом случае определяют анало¬
гично коэффициенту теплопередачи плоской стенки:где а, — коэффициент теплоотдачи от греющей жидкости к стен¬
ке, ккал/м2-ч-град; а2 — коэффициент теплоотдачи от стенки к
нагреваемой жидкости, ккал/м2-ч • град; 6 — толщина материально¬
го слоя стенки, разделяющей греющую и нагреваемую жидкости, м227
(имеется в виду толщина материала стенки и слоя загрязнения);
л — коэффициент теплопроводности слоя стенки (соответственно
материала стенки, накипи, шлама).Значения коэффициентов теплоотдачи «1 и а2 определяют по
формулам, полученным на основе экспериментальных и теоретиче¬
ских данных:а=/К с1, дт),где V — скорость движения жидкости, м/с; й — диаметр трубки (или
эквивалентный гидравлический диаметр), .м; Дт — разность темпе¬
ратур стенки и воды, стенки и кипящей воды (или насыщенного
пара).Поверхность нагрева водоподогревателя должна составлятьГ'=пс!ср[п,где ^ср —средний диаметр трубки, м; I — длина трубки, м; п — чис¬
ло трубок.Средняя разность температур теплоносителя определяется по
формулекгх - д Т%Ы--■ АГ>
1п-ЛГ2где ДГ! = Г2—/1; ДГ2=Г|—12; Ту и 72—начальная и конечная тем¬
пература греющей жидкости (первичного теплоносителя); /| и /2 —
начальная и конечная температура нагреваемой жидкости (вторич¬
ного теплоносителя).В во доводящих скоростных подогревателях коэффициент тепло¬
передачи достигает 1000—2000 ккал/м2 • ч-град при скорости воды0,5—1,5 ,м/с, в емкостных водоподогревателях — не выше
600 ккал/м2* ч-град.Гидравлическое сопротивление водоподогре-
вател я. Методика определения гидравлического сопротивления
водоподогревателя не отличается от методики определения гидрав¬
лических потерь трубопроводами (например, систем отопления).Гидравлическое сопротивление водоподогревателя определяют
в кг/м2 по формулегде Я — коэффициент сопротивления трения труб, составляющих
поверхность нагрева водоподогревателя; 2^—сумма коэффициен¬
тов местных сопротивлений; с/ — диаметр трубы или эквивалентный
диаметр сечения прохода теплоносителя, принимаемый равным
4//5; I — общая длина труб последовательно составляющих длину
пути теплоносителя, ,м; V — скорость теплоносителя, м/с; у — объ¬
емная масса теплоносителя, кг/м3; д, — ускорение силы тяжести,
равное 9,81 м/с2; /—площадь сечения прохода теплоносителя, м2;
5 — периметр сечения прохода теплоносителя, м.228Гидравлическое сопротивление в скоростных водоподогревате¬
лях может составлять 1000—9000 кг/м2.Широко распространен способ присоединения местных систем
отопления к тепловым сетям ТЭЦ через элеватор (рис. Х.4), пред¬
ложенный проф. В. (М. Чаплиным в 1903 г.Элеватор предназначен для смешивания горячей и охлажден¬
ной воды. Он состоит из следующих элементов (рис. Х.5): рабочего
сопла 1, через которое под давлением поступает горячая вода ьзРис. Х.4. Присоединение системы водя- Рис. Х.5. Водоструйный элеватор:
НОГО отопления К тепловым сетям через / — рабочее сопло; 2— камера всасывания;элеватор:	3 — смесительный конус; 4— диффузор1	— тепловые сети; 2 — элеватор; 3 — система
водяного отопления; 4 — воздухосборниктепловой сети; камеры всасывания 2, в которую поступает (подса¬
сывается) охлажденная вода из местной системы; смесительного
конуса 3, в котором горячая вода смешивается с охлажденной; диф¬
фузора 4, в котором увеличивается статическое давление воды бла¬
годаря конической форме диффузора по причине падения скорости.'Работа элеватора состоит в следующем. Горячая вода, проходя
по соплу, приобретает при выходе из него большую скорость. Дав¬
ление при этом в камере всасывания снижается до величины мень¬
шей, чем в патрубке, через который поступает охлажденная вода.
Вследствие этого охлажденная вода подсасывается в камеру всасы¬
вания и смешивается с горячей водой из сопла.Главной характеристикой элеватора является коэффициент под¬
мешивания II, т. е. отношение веса подмешиваемой охлажденной^2 (обратной) воды к весу горячей воды Си поступающей из теп¬
ловой сети:и=С2:Ох.Значение V можно определить из теплового баланса при смеше¬
нии горячей и охлажденной воды:((?! -[- С2) с1ъ = -[- С2с12,	(а)229
где {\ — температура горячей воды из тепловой сети: 1-г — темпера¬
тура охлажденной воды местной системы; — температура сме¬
шанной воды, поступающей в местную систему; с — теплоемкость
воды, принимаемая равной 1 ккал/кг-град.Из уравнения теплового баланса (а) находят значение II11 —*3 —Расчет элеватора заключается в определении размеров основ¬
ных его элементов.Гидравлическое сопротивление местной системы, определяемое
при расчете трубопроводов, представляет собой разность давлений
у входных патрубков элеватора. Ее можно найти путем практиче¬
ских измеренийРс=Р2~Рз>где рс — гидравлическое сопротивление системы отопления, кг/м5
Р2 — давление воды после элеватора; ■ р3 — давление в обратной
системе отопления (в месте присоединения перемычки).Потери давления в элеваторе составляют (в кг/м2):Рэ=Р\—Р2>где р 1 — давление до элеватора, кг/м2;р2 — давление после элева¬
тора.Расчет элеватора ведут по формулам, полученным на основании
теоретических и экспериментальных исследований.На рис. Х.4 представлена схема установки элеватора в'узле уп¬
равления системы отопления.Пример. Подобрать элеватор (см. рис. Х.5) для следующих условий.: тепло-
мощность местной системы отопления — 400 ООО ккал/ч; температура горячей
воды в тепловой сети — ^ = 150° С, охлажденной — /2=70°С; температура горя¬
чей воды в местной системе отопления 4=95° С, охлажденной — #2=70° С; гид¬
равлическое сопротивление местной системы отопления — рс = I ООО кг/м2.Решение. 1. Количество воды 03, циркулирующей в местной системе
отопления, определяем по формуле03 = + О2,где 02— количество воды, поступающей из горячей магистрали тепловой сети;Оз	— количество воды, подмешиваемой из обратной системы отопления.О400 000/3_*2 95-702.	Определяем коэффициент подмешиванияСо Н — к16 000 кг/ч.С?1 =400 0001\ — (2 150 — 705000 кг/ч;23002 = 03 — 0!= 16 000 — 5000 = 11000 кг/ч;11 000 150-95и =	=	— о 2500 95 - 703.	Определяем диаметр горловины элеватора йт по формуле^г = 8,5УЛ(03/р)2 = 8,5 V(16/1)2 = 34 мм.4.	По табл. Х.1 подбираем элеватор № 5 с диаметром горловины с?г=35 мм.Таблица Х.1Размеры стальных элеваторов кованой конструкции
Центроэнергостроя (мм)№ элеваторайг1оН11530303557010022035504259311032540655501041304304976600125130535497662512515064560957201301755.	Диаметр рабочего сопла йс находим по формуле(1Т 35
<1С —	— —	——=10,9 мм.1 +ЬТ 1+2,26.	Определяем необходимое давление перед элеваторомР\ = 1,4(1 +{7)2= 1,4(1 +2,2)2= 14^3 м Вод. ст.Местные системы отопления, присоединенные непосредственно
к тепловой сети. Кроме систем, использующих в качестве первично¬
го теплоносителя перегретую воду из тепловых сетей ТЭЦ, рассмот¬
ренных выше (системы отопления, присоединенные к тепловым се¬
тям через водоподогреватель и элеватор), ‘применяют систему непо¬
средственного присоединения местных систем отопления к тепловым
сетям.В этом случае вода из тепловой сети поступает в местную систе¬
му отопления, после охлаждения в которой она возвращается в
обратный (охлажденный) трубопровод тепловой сети. Нагреватель¬
ные приборы в этой системе рассчитывают на параметры воды теп¬
ловой сети (например, на 150 и 70° С). По такой схеме присоединя¬
ют местные системы отопления, как правило, промышленных зда¬
ний, в которых температура нагревательных приборов допускается
выше 95° С.Трубопроводы местных систем отопления, присоединенных не¬
посредственно к тепловым сетям (без элеваторов), рассчитывают,
как правило, по предельным скоростям с целью максимально ис¬
пользовать располагаемое давление в тепловых сетях (10 000—
20 000 кг/м2).231
/!Системы отопления с коллекторным распределением высокотем¬
пературной воды. Принцип устройства этой системы основан на де¬
централизованном смешивании перегретой воды непосредственно в
отопительных приборах.В зависимости от принятой схемы присоединения радиаторов в
нижней или верхней части отопительного прибора ^устанавливают
распределительный коллектор диаметром ’/г или 3/в" с отверстиямиразмером 10X20 мм, через ко¬
торые высокотемпературная
вода поступает непосредствен¬
но в каждую секцию радиато¬
ра (рис. Х.6). Эта вода смеши¬
вается с охлажденной водой в
каждой секции прибора.Исследования работы та¬
ких систем дозволили сделать
выводы, перечисленные ниже.1.	Температуру поверхности
радиатора ^Пов в общем виде
определяют по формуле^ПОВ / (^П» ^уд)>где 1п — температура воды, поступающей в радиатор; Суд — удель¬
ный расход воды через радиатор, кг/ч-м2.2.	Следует учитывать, что в зависимости от схемы ввода (рис.Х.6, а, б) вода в радиаторе охлаждается по-разному. При вводе
теплоносителя через нижний коллектор температура поверхности
более равномерна по высоте прибора (она равна температуре воды
на выходе из прибора).3.	Теплоплотность отопительного прибора (радиатора) достига¬
ет 900 ккал/ч-м2, т. е. почти в 2 раза выше, чем при обычных систе¬
мах отопления.4.	Системы отопления с коллекторным распределением можно
устраивать двухтрубными и однотрубными, с верхней и нижней
разводкой.5.	Расход циркуляционной воды С в системах определяют в кг/ч
по формуле0Рис. Х.6. Возможные схемы подсо¬
единения радиаторов с коллекторным
распределением воды:
а — нижнее расположение коллектора; б —
верхнее, расположение коллектора; 1 —
распределительный коллектор; 2— ра¬
диатор	«О(Тп-(0)сгде Гп — температура воды, поступающей в систему; 10 — темпера¬
тура обратной воды, зависящая от типа радиатора; с.— теплоем¬
кость воды.При Тп= 145° С и /0=95° С расход воды в 2 раза меньше, чем в
обычных системах (при 4=95° С, ?о = 70°С).6.	С целью повышения гидравлической устойчивости системы
отопления (снижения влияния гравитационного давления на рабо¬
ту радиаторов) можно увеличивать скорости истечения воды через
отверстия коллектора путем уменьшения площади отверстий.232Преимущества коллекторной системы по сравнению с обычными
системами в том, что поверхность нагрева отопительных приборов
сокращается на 18—18,5%, общая стоимость системы (в зависимо¬
сти от температуры теплоносителя) ниже на 20% при 7'П=130°С и
на 12% —при Гп==1150 С.Недостаток этой системы заключается в том, что ввод высоко¬
температурной воды непосредственно в жилые помещения вызывает
необходимость изоляции стояков
и подводок к приборам (асбестом
или асбозуритом с последующей
оклейкой изолированных труб
марлей и окраской), не говоря об
опасности ожогов в случае Воз¬
никновения неплотностей в тру¬
бопроводах с перегретой водой.Комбинированная паровая си¬
стема отопления. Высокая темпе¬
ратура нагревательных приборов
-(не менее 100°С) по гигиениче¬
ским соображениям является не¬
достатком парового отопления.Недостаток этот усугубляется
тем, что температура в 100° С в
системах парового отопления с избыточным давлением остается
постоянной в течение всего отопительного сезона. При этом цент¬
ральное регулирование паровых систем низкого давления практи¬
чески не достигает цели: при уменьшении количества пара, пода¬
ваемого в нагревательные приборы, температура верха нагрева¬
тельных приборов остается не ниже 100° С (т. е. выше допустимой
санитарной нормы).Для расширения области применения парового отопления
С. В. Ульянинским была предложена конденсационная система ото¬
пления, принцип устройства которой можно уяснить из рис. Х.7.
Вода в приборе нагревается не только благодаря непосредственно¬
му подводу пара, но и за счет теплопередачи через стенку паровой
трубки. Тепло, отдаваемое помещению нагревательным прибором,
возмещается паром, поступающим в него в соответствующем коли¬
честве. Такая система, к сожалению, не прошла широкой эксплуа¬
тационной проверки.По сравнению с водяным отоплением комбинированная система
имеет существенные недостатки. Возможны гидравлические удары
в нагревательных приборах при недостаточной отрегулировке си¬
стемы; более сложное регулирование и уход за системой; несколь-
Ко меньшая гигиеничность при открытой прокладке паропроводов
По помещениям; большая коррозионность системы.Отопление высотных зданий. В зданиях высотой порядка 100 м
более единая система водяного отопления не устраивается, так
'и< нагревательные приборы не рассчитаны на давление, соответ¬Рис. Х.7. Принципиальная схема
устройства конденсационной си¬
стемы отопления:/ — нагревательный прибор; 2 — уст¬
ройство для отвода конденсата; 3 —
дырчатая труба; 4 — отверстие для
выхода пара233
ствующее высоте этих зданий. Поэтому в высотных домах применя¬
ют позонные системы отопления.В зависимости от величины гидростатического давления, допу¬
стимого для различных видов нагревательных приборов, устанав¬
ливают высоту каждой зоны. Так, для чугунных и стальных штам¬
пованных радиаторов высота зоны не превышает 55 м; для нагре- .
вательных приборов, выполненных из стальных труб, — 90 м. АСистема отопления каж-|
дой зоны является гидрав-1
лически независимой от дру-л
гих зон и независимой от!
давления в наружных теп-1
ловых сетях, если системы!
отопления высотного здания!
получают тепло от центра-Я
лизованных систем тепло-1
снабжения города (ТЭЦ). 1
Принципиальные схемы!
отопления высотных зданий*
рассмотрены ниже. В преде-^
лах каждой из зон высотой,
не превышающей гидроста¬
тического давления, допус¬
тимого для данного вида
нагревательных приборов,
каждую систему отопления
можно снабдить самостоя¬
тельным генератором тепла,
например, газовым или элек¬
трическим (рис. Х.8).Генераторы в таких си¬
стемах могут размещаться в
так называемых техниче¬
ских этажах, которые уст¬
раивают между зонируемы¬
ми по высоте частями высотных зданий.При получении тепла от ТЭЦ зональные системы присоединяют
по независимой схеме к водоводяным теплообменникам, размещае¬
мым в нижнем этаже здания (рис. Х.8, б). В этом случае высокому
давлению подвергаются только трубопроводы нижних частей зда¬
ния.Водоводяные теплообменники выдерживают рабочее давление
16 кг/см2, т. е. высота здания при водоводяном отоплении ограни¬
чивается пределом 160 м.В зданиях высотой более 160 м применяют комбинированное
отопление: в зонах части здания высотой до 160 м принято устраи¬
вать водоводяное отопление, в зоне сверх 160 м возможно устрой¬
ство пароводяного отопления. В этом случае в последнем техниче¬
ском этаже устанавливают пароводяной теплообменник, питаемый^паром от котельной, размещаемой вне здания. Количество зон с
пароводяными теплообменниками зависит от высоты части здания
над отметкой выше 160 м.Водяные системы отопления, имеющие в качестве источников
тепла водоводяные или пароводяные теплообменники, могут быть
любыми: одно- и двухтрубными, с естественной или насосной цир¬
куляцией (последние показаны на рис. Х.8, а, б) В них предусмат¬
ривают расширительные баки и рассчитывают теми же методами,
как и любые другие системы отопления, описанные выше.Особенности отопительных устройств зданий на Крайнем Севере.
Климатические условия Севера характеризуются низкими темпера¬
турами наружного воздуха (до —65° С), большими суточными ее
колебаниями (25—30° С), сильными ветрами, снегозаносами, что
вызывает необходимость тщательного учета всех, этих факторов
при 'проектировании и строительстве зданий. Большие требо¬
вания предъявляются на Севере также к отопительным устрой¬
ствам, которые должны обладать большой 'гибкостью в эксплу¬
атации.Определенным преимуществом в эксплуатации обладают систе¬
мы отопления с пофасадным регулированием теплоотдачи, что поз¬
воляет менять режим работы отопления в зависимости от воздей¬
ствия ветра и солнечной радиации.Серьезные трудности при устройстве систем отопления представ¬
ляют распространенные на Севере вечномерзлые грунты. Вследст¬
вие этого теплоснабжение зданий от районных котельных, связан¬
ных с прокладкой наружных тепловых сетей, не удовлетворяет
принципу сохранения вечной мерзлоты. С другой стороны, затраты
на устройство локальных систем отопления, по данным Краснояр¬
ского филиала ПромстройНИИпроекта, в 5—10 раз превосходят
соответствующие затраты в центральных районах европейской ча¬
сти страны.По указанным причинам для отопления населенных пунктов
Крайнего Севера весьма перспективной является электрическая
энергия. Использовать эту энергию можно путем преобразования ее
в тепловую непосредственно у потребителя.В числе других представляют интерес в гигиеническом отноше¬
нии лучистые системы отопления с применением панелей перекры¬
тий с элементами из греющего электрокабеля с автоматическим
терморегулированием. В этом случае можно эффективно решить
сложную проблему отопления первых этажей.Электрические системы отопления обладают существенными
преимуществами: они малометаллоемки, не подвержены заморажи¬
ванию, индустриальны в монтаже.Не исключена возможность устройства в зданиях на Севере и
®°Дяных систем отопления, при этом и здесь целесообразно в каче-
тве генераторов тепла использовать электрокотельные, в особен-
°сти встроенного типа, что исключает необходимость прокладки
епловых сетей.Рис. Х.8. Схема водяного отопления вы¬
сотного здания:
а — зональные системы с генераторами тепла:
размещенными непосредственно в каждой из
зон {на рисунке их три); б — зональные си¬
стемы, присоединенные к водяным теплопрово¬
дам ТЭЦ; 1 — генераторы тепла (газовые,
электрокотлы); 2— циркуляционный насос;
3 — расширительный бак; 4 — нагревательные
приборы (количество н« показано условно);5 —- водоводяной теплообменник
/В качестве нагревательных приборов с гигиенической точки зре¬
ния неоспоримым преимуществом в условиях Севера являются та¬
кие приборы, в которых радиационная составляющая превалирует.Источниками отопления в этом случае могут служить огражда¬
ющие конструкции с замоноличенными в них нагревательными эле¬
ментами в виде гладких металлических труб. В качестве теплоно¬
сителя в этих трубах можно использовать воду, пар, а также нагре¬
тый воздух.ГЛАВА XI
ГАЗОВОЕ ОТОПЛЕНИЕГ аз широко применяют в системах теплоснабжения, в том числе
для отопления зданий.Центральные системы отопления получают теплоноситель от
крупных котельных, использующих в качестве топлива природ¬
ный газ.В системах квартирного отопления в качестве генераторов теплг
применяют газовые нагреватели емкостного типа АГВ-80.Разработаны конструкции печей, приспособленных для сжига¬
ния газа (например, газовая отопительная печь АКХ-14, отопитель
на я газовая печь АКХ СМ-1).Разработан способ переоборудования бытовых печей на газовое
топливо: в поддувальное пространство печей устанавливают эжек-
ционные щелевые горелки. Воздух подается через специально сде-
.ланное в дверке зольника регулируемое отверстие сечением 20Х
Х20 мм. В задвижках печи для постоянной вентиляции внутреннего
пространства устраивают (прожигают) 2 или 3 отверстия диамет¬
ром 25 мм.Сравнительно широко применяется инфракрасное газовое ото¬
пление, состоящее из излучателей с горелками беспламенного го¬
рения.Находят применение такие системы отопления, в которых на¬
гревательными приборами являются конвекторы.Газовые печи. Применение газа в качестве топлива позволяет
создать более удобные в эксплуатации конструкции печей, а также
полностью автоматизировать их работу. С этой целью в газифици¬
руемых городах Советского Союза перекладываются существующие
печи. Однако в этих случаях большая теплоемкость и перивдич-
ность действия (топки) печи, как правило, сохраняются прежними.Периодичность действия таких печей увеличивает неравномер¬
ность в графике газопотребления города, вследствие чего возника¬
ет необходимость увеличения диаметров распределительных газо¬
проводов и’ числа регуляторных станций.Лучшими для перевода на газ являются печи длительного горе-
ния. Они обеспечивают более постоянную температуру помещения
в течение суток, меньший часовой расход газа, что положительно236сказывается на режиме работы (снижается неравномерность гра¬
фика потребления газа) городской газовой сети.Конструкция печи, предназначенной для сжигания газа, пред¬
ставлена на рис. XI. 1. Эта печь отличается от печи периодического
действия увеличенным объемом топливника. Тепловое напряжение
топочного пространства С}1У снижено в печи АКХ-14 доРис. XI.1. Газовая отопительная печь АКХ-14:1 — газогорелочное устройство; 2 — топливник; 3 — кир¬
пичи насадки; 4 — задвижка; 5 — тягопрерыватель; 6 —
путь движения продуктов сгорания90 000 ккал/м3-ч вместо 250 000—300 000 ккал/м3-ч в печах перио¬
дического действия.В связи с уменьшением теплового напряжения топочного прос¬
транства отпадает необходимость в футеровке стенок топливника.
1ак, топливники в печи АКХ-14 выполняют толщиной в '/г красного
Кирпича.Ряд прямоточных каналов, образованных между кирпичами, по¬
давленными в 3 яруса один над другим, увеличивает тепловоспри-
Яимающую поверхность печи на сравнительно коротком пути. Спе¬
циальные рассекатели в виде кирпичей, положенных плашмя, на-237
правляют продукты сгорания непосредствено к боковым стенкам
печи.Над верхним сборным газоходом устанавливают тягопрерыва-
тель для предохранения топки от избыточной и обратной тяги. Печь
снабжена приборами защитной автоматики, прекращающей пода¬
чу газа в горелки при отрыве или при угасании пламени, и термо¬
регулирующей автоматикой, включающей и выключающей подачу
газа на горение в зависимости от температуры кладки печи. При
равномерном прогреве, по периметру в помещениях печь АКХ-14
имела к. п. д. 88—90%, создавая неизменный температурный ре¬
жим.Практика эксплуатации печей, переведенных на газовое топли¬
во, показала, что горелку следует устанавливать в печь с учетом
теплоотдачи и аккумуляции тепла печью.Температура уходящих газов /ух и коэффициент полезного дей¬
ствия печи зависит от величины поверхности дымооборотов I/,
воспринимающих тепло<у*=<р(2/)>’ Т)='Р(2/)-На рис. Х1.2 представлены результаты расчета по определению
/Ух и г) в зависимости от 2/. Расчет производился для печей с тепло¬
воспринимающей поверхностью дымооборотов от 3 до 5 м2. Из рис.Х1.2 видно, что при одинаковых условиях топки коэффициент по¬
лезного действия печи возрастает при увеличении тепловосприни¬
мающей поверхности ее дымооборотов; температура уходящих га¬
зов резко снижается при увеличении 2/ дымооборотов.Газовые приборы поверхностного беспламенного горения. К та¬
ким приборам относятся диафрагмовый радиационный нагреватель
(рис. Х1.3, а) и газовая горелка инфракрасного излучения типа
«Звездочка» (рис. Х1.3, б).Диафрагмовый радиационный нагреватель, по существу, пред¬
ставляет собой беспламенную газовую горелку, к которой подается
воздух, необходимый для горения. Нагнетаемый по трубе 1 воздух
подсасывает газ из трубы 2. Газовоздушная смесь проходит через
пористую огнеупорную диафрагму 3 и при высокой температуре
(800—:900° С) смесь беспламенно сгорает на ее внешней поверхно¬
сти. Зажигание смеси производится от небольшой запальной горел¬
ки 4.Радиационные нагреватели применяют для отопления производ¬
ственных помещений, технологический процесс в которых не сопро¬
вождается выделением пыли, и в зданиях общественного назначе¬
ния (рестораны, кафе, буфеты), а также для отопления неутеплен¬
ных и полуоткрытых помещений.Работа газовой горелки «Звездочка» основана также на беспла¬
менном сжигании газа (природного и сжиженного). ГазовоздуШ-
ная смесь проходит через отверстия керамической насадки к ее по¬
верхности, где и сгорает. Керамическая насадка, нагретая до 800-^
900° С, становится источником тепла в виде инфракрасных лучей.238Горелки инфракрасного излучения «Звездочка» применяют для
отопления полуоткрытых помещений, для обогрева отдельных пред¬
метов и тепловой обработки различных материалов в промышлен¬
ности и сельском хозяйстве.При проектировании такого способа отопления важной задачейявляется размещение инфракрасных излучателей, расчет их произ¬
водительности, определениетемператур поверхности ог¬
раждающих конструкций, тем¬
пературы воздушной среды по¬
мещений. Горелки в помеще¬
нии нужно расположить так,
чтобы интенсивность облуче¬
ния в зоне пребывания челове¬
ка на всей площади помеще¬
ния была более или менее оди¬
накова. Для обеспечения боль¬
шей равномерности инфра¬
красного облучения целесооб¬
разно применять горелки ма¬
лой производительности, осо¬
бенно в низких помещениях.3 3,5 * 45ТеплоВоспринимакщая по¬
верхность дыморДорв-71о5,
м*Рис. Х1.2. Изменение темпера-
гуры уходящих газов, коэффи¬
циента полезного действия печи
с периодически работающей га¬
зовой горелкой в зависимости
от изменения величины тепло¬
воспринимающей поверхности
дымооборотовРис. Х1.3. Газовые нагреватели по¬
верхностного беспламенного горения:а — радиационный днафрагменный нагре¬
ватель: I — труба для подачи воздуха;2	— труба для подачи газа; 3 — огнеупор¬
ная диафрагма: 4 — запальная горелка;
б — газовая горелка инфракрасного излу¬
чения типа «Звездочка»: 1 — керамический
излучатель; 2 — сетка; 3 — форсунка239
Как показала практика, при выбросе продуктов сгорания из го¬
релок в отапливаемое помещение, возможна загазованность возду¬
ха помещения окисью углерода и другими продуктами сгорания
газа.Экспериментальные наблюдения показали, что при должном
качестве изготовления газовых излучателей, тщательном монтаже,
наладке и правильной эксплуатации газ сгорает в горелках и со¬
держание углерода в продуктах сгорания близко к нулю (0,005%).
Тем не менее в помещениях с инфракрасным отоплением обязатель¬
но устройство надежно работающей вентиляции.Рис. XI.4. Принципиальная Рис. Х1.5. Газовый воздухонагреватель «Ого-
схема газового конвектора:	нек»/ — кожух; 2 — корпус; 3 — го¬
релка; 4 — противоветровой
щитокГазовые конвекторы (рис. Х1.4), применяющиеся за рубежом
для отопления жилых и служебных помещений, в нашей стране-
широкого распространения не получили.В 1959 г. была разработана конструкция газового воздухонагре¬
вателя «Огонек» (рис. Х1.5), предназначенного для отопления поме¬
щений.Циркуляционный воздух поступает из помещения в воздухона¬
греватель через отверстие, расположенное внизу прибора. Нагретый
воздух через решетку, установленную в верхней части прибора,
поступает в помещение. Для безопасной работы воздухонагрева¬
тель снабжен автоматическим устройством.Воздухонагреватель устанавливают у наружной стены, в кот
рой устраивают специальное отверстие для сообщения прибора
атмосферой. Продукты горения удаляются наружу.Теплопроизводительность нагревателя— 1600 ккал/ч при расхо¬
де газа 0,25 м3/ч.расход газа для отопления определяют в м3/ч поформулеV————,ОЙгде 0 — количество тепла (расчетное), ккал/ч; <2нр — теплотворная
способность газа (низшая), ккал/м3; 11 — коэффициент полезногодействия прибора.Расчетное давление газа перед прибором — 40-М 50 мм вод. ст.ГЛАВА XII1 РЕГУЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ
И УСТОЙЧИВОСТЬ ИХ РАБОТЫГидравлическая устойчивость водяных систем отопления. Подгидравлической устойчивостью систем водяного отопления понима¬
ют степень соответствия расхода теплоносителя-воды через каждый
нагревательный прибор его теплоотдаче. Следовательно, повыше¬
ние гидравлической устойчивости является одной из важнейших
задач проектирования систем отопления.Согласно гидравлическому расчету в каждый из нагреватель¬
ных приборов должно поступать определенное количество тепло¬
носителя в зависимости от его теплоотдачи. При этом следует
стремиться к тому, чтобы гидравлическая устойчивость системы
обеспечивалась при полностью открытых регулировочно-запорных
устройствах, размещаемых обычно на подводках к нагревательным
приборам. В этом случае по окончании монтажа системы не воз¬
никнет необходимости регулировать подачу теплоносителя крана¬
ми на подводках для обеспечения нормального прогрева приборов
всей системы при работе ее в расчетном режиме (например, при
*г=95°С и /о=70° С).Обеспеченная при расчетном режиме гидравлическая устойчи¬
вость системы может нарушиться в эксплуатационный период при
Других наружных температурах, из-за чего становится необходи¬
мым регулирование системы.В большинстве водяных насосных систем центрального отопле¬
ния важной причиной нарушения нормальной работы систем явля¬
ются естественные давления, действующие в системах параллель-
Но с давлением, создаваемым насосами. Величина этих давлений
изменяется одновременно с качественным регулированием систем.Отсюда видно, что гидравлическую устойчивость системы сле-
ДУет рассматривать при работе не только на расчетном режиме
(первоначальная гидравлическая устойчивость), но и при работе
На других режимах (эксплуатационная гидравлическая устойчи¬
вость).Ниже рассмотрены характеристики гидравлической устойчиво-
Сти некоторых систем отопления.241
§ 43. ДВУХТРУБНЫЕ СИСТЕМЫ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯРассмотрим первоначальную гидравлическую характеристику
при расчетном режиме работы двухтрубной системы водяного отоп¬
ления с естественной циркуляцией, для чего определим вначале
располагаемые давления в циркуляционных кольцах системы.Располагаемые давления в кольцах через нагревательные при¬
боры 1—5-го этажей будут равны соответственно:
в кольце через прибор 1-го этажа/>,==Й1 (у0 —уг);через прибор 2-го этажа
через прибор 3-го этажа
через прибор 4-го этажа
через'прибор 5-го этажаРп=/ъ(\0-\гУ’
Рш = Л3(у0—уг);
/?1У=Л4(у0-уг);
Р^=Ь5{ у0-уг),где к\, к2, к3, /г4 и /г,5 — расстояния между центрами котла и нагре¬
вательного прибора соответственно 1—5-го этажей.Удельные располагаемые давления на 1 м циркуляционного
кольца через приборы 1—5-го этажей будут соответственно равны:л1	„П	„III	„IV	V«1 ~—Е	• пII__^!	 .		. п!У_ Р „V ”* УД	VI 1 ’ * УД VI » ’ •* УД V г	’ *	1 ’ * V'уд	’ -уд 2/п • -уд Ъ1т ’ -уд 2,1у ’ -уд 2/у •Из рис. XII. 1 видно, что длина циркуляционных колец через
нагревательные приборы всех пяти этажей одинакова, т. е.чего нельзя сказать о располагаемых давлениях в этих кольцахР1 < Ри < Рт < Р1У < Ру-Используя формулу (П.4), определим величины располагае¬
мых давлений для конкретных условий: /г=г=95°С, /о = 70°С, Ь\ =
=3,0 м, Л2=6 м, Лз = 9 м, Л4= 12 м, Л5= 15 м.После подстановки получим:р1=3 (977,81 - 961,92)=47,67 кг/м2;рп=6 (977,81 - 961,92)=95,34 кг/м2;рт = 9 (977,81 - 961,92) = 143,01 кг/м2;р1У = 12 (977,81 - 961,92)= 190,68 кг/м2;ру = 15 (977,81 - 961,92)=238,35 кг/м2.242Из сопоставления давлений видно, что располагаемое давление
в кольце через прибор 1-го этажа меньше в 2 раза, чем через при¬
бор 2-го этажа; в 3 раза меньше, чем через прибор 3-го этажа, и
далее оно изменяется в той же последовательности. При этом до¬
полнительным давлением от охлаждения воды в трубах здесь пре-небрегаем.Определим удельные
располагаемые давления
руд в расчетных участках
каждого из пяти колец по
существующей методике
расчета трубопроводов.Будем считать длину
первого циркуляционного
кольца равной 100 м
(участки 2 и 4 имитиру¬
ют разводящие магистра¬
ли с ответвлениями стоя¬
ков). Тогда удельное рас¬
полагаемое давление в
кольце, проходящем че¬
рез прибор 1-го этажа,
будет равно
„> 47,67уп100=0,477 кг/м2.Рис. XI 1.1. Схема двухтрубной системы во¬
дяного отопления (к определению распола¬
гаемых давлений в циркуляционных коль¬
цах). Цифрами 1—19 обозначены номера
участковУчастки 2—7 являют¬
ся общими в циркуляци¬
онных кольцах, проходя¬
щих через приборы 1-го и
2-го этажей. Тогда удель¬
ное располагаемое давле¬
ние на участках 9, 10, .11 циркуляционного кольца через прибор2-го этажа составитРу л 9-1Рп — -Руд 2 /2.3,4,5,6.7 	 95,34 —0,477 (35 + 15 + 35 + 3 + 3 + 3)2 /9—11	1+3+1= 10 кг/м2-м.Аналогично определим удельное располагаемое давление на
Участках 12, 13, 14 циркуляционного кольца через прибор 3-го
этажа:РУ, 12-14= 13-4 кг/м2-м.гаемое давление на у1
через прибор 4-го этарудЦ_17=15,6 кг/м2-м.Удельное располагаемое давление на участках 15, 16 и 17 цир¬
куляционного кольца через прибор 4-го этажа:
Наконец, располагаемое удельное давление на участках 18
19 кольца через прибор 5-го этажа:^18.19= 16-06 кг/м2-м.Из рис. ХП.2 и приведенных расчетов вцдно, что на всех участках
циркуляционного кольца, проходящего, через прибор 1-го этажа
удельное располагаемое давление одинаковое, равное 0,477 кг/м2'.через прибор 2-го этажа,
действуют два удельных!В циркуляционном кольце, проходящем•[Г	ЛРис. ХП.2. Удельные располагаемые давле¬
ния в участках циркуляционных колецрасполагаемых давления:0,477 кг/м2-м на участ¬
ках, общих с циркуляци¬
онным кольцом через
прибор 1-го этажа, и 10
кг/м2-м — на участках 9,10,	11, т. е. новых, входя¬
щих в кольцо через при¬
бор 2-го этажа.Соответственно в цир¬
куляционном кольце, про¬
ходящем через прибор3-го этажа, действуют три
удельных располагаемых
давления: 0,477 — на уча¬
стках, общих с циркуля¬
ционным кольцом через
прибор 1-го этажа, 10 —
на участке, общем с цир¬
куляционным кольцом че¬
рез прибор 2-го этажа, и
13,4 — на участках новых,
входящих в-кольцо через прибор 3-го этажа.В циркуляционном кольце, проходящем через прибор 4-го эта¬
жа, действуют четыре удельных располагаемых давления: 0,477 —
на участках, общих с циркуляционным кольцом через прибор 1-го
этажа; 10 — на участке 10, общем с циркуляционным кольцом че¬
рез прибор 2-го этажа; 13,4 — на участке 13, общем с циркуляцион¬
ным кольцом через прибор 3-го этажа, и 15,6 — на участках 15, 16,
17, новых, входящих в кольцо через прибор 4-го этажа. Соответ¬
ственно в циркуляционном кольце, идущем через прибор 5-го эта¬
жа, действуют пять удельных располагаёмых давления: 0,477, Ю,
13, 4, 15,6 на участке 16 и 16,06 кг/м2-м— на участках 18 и 19,
входящих в кольцо через прибор 5-го этажа.Результаты определения удельных располагаемых давлений 1
графическом виде показаны на рис. ХП.2. Из расчетов и этого
сунка видно, что в двухтрубной системе отопления с естественно!!
циркуляцией, устроенной в пятиэтажном здании, удельное рас¬
полагаемое давление на отдельных участках циркуляционных ко¬
лец, проходящих через 1—5 этажи, не одинаково. На отдельны-'1244'участках удельное располагаемое давление в циркуляционных
кольцах, проходящих через приборы 2—5-го этажей, соответствен¬
но больше удельного располагаемого давления в кольцах, идущих
через прибор 1-го этажа в 21, 28, 32,7 и 33,7 раз, а именно:10 	21. ^3^4	2^. 15,6	32 7*0,477 ’ 0,477 ’ 0,477~~ ’ ’ 0,477~=33,7.МТакой разнобой располагаемых давлений на участках в цирку¬
ляционных кольцах одной и той же системы затрудняет гидравли¬
ческий расчет трубопроводов системы отопления. Нужно подобрать
диаметры трубопроводов так, чтобы фактические потери давления
в каждом из циркуляционных колец отличались не более чем на
10% располагаемых.Как показала практика, выполнить расчет трубопроводов с
указанным запасом не удается и фактические потери давления в
циркуляционных кольцах, идущих через приборы 2—5-го этажей,
превышают располагаемое давление значительно больше 10%.
Объясняется это отчасти тем, что сортамент труб, применяемых
в отопительной технике, ограничивается диаметром в 15 мм,- Прак¬
тически имеется единственная возможность погасить избыточное
давление кранами, устанавливаемыми для этой цели на подающих
подводках к приборам. Кроме погашения избыточного давления,
краны, как было показано выше, устанавливают для полного от¬
ключения нагревательных приборов, что усложняет нормальную
эксплуатацию системы.Большая разница в располагаемых (действующих) давлениях
на отдельных участках циркуляционных колец является основной
причиной первоначальной гидравлической неустойчивости двух¬
трубной системы отопления с верхней разводкой и естественной
циркуляцией горячей воды. При этом, как это видно из расчета,
степень гидравлической неустойчивости системы в целом возраста¬
ет с увеличением этажности зданий.Из анализа системы на рис. Х11.2 видно, что разница распола¬
гаемых давлений на участках циркуляционных колец особенно ве¬
лика в двухэтажном здании, с увеличением же этажности величи¬
на разности давлений сокращается.§ 44. ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯРассмотрим гидравлическую характеристику той же двухтруб¬
ной системы отопления с верхней разводкой и естественной цирку¬
ляцией в различных эксплуатационных режимах.Воспользовавшись эксплуатационным графиком температуры
воды (рис. ХП.З), определим прежде всего температуру теплоно¬
сителя-воды при различной наружной температуре (качественное
Регулирование).Определим располагаемые давления в системе при наружной
температуре /н=—10° С и ^Н=+5°С.245
По графику (рис. ХП.З) при 1ц= —10° С температуры воды, по¬
даваемой и обратной, будут соответственно /Г=68°С и /0 = 51°С.
При ^Н=+5°С вода в системе отопления будет иметь температуру
/Г=48°С и /0 = 38°С.	1Отсюда располагаемые давления для расчета циркуляционных
колец через приборы 1—5-го этажей составят:Р1 = 3(987,62 - 978,94) = 26,04 кг/м2;Рис. ХП.З. Эксплуатаци¬
онный график темпера¬
тур воды в двухтрубной
системе водяного отопле¬
ния с естественной цир¬
куляциейпри /„=—10° Спри 1Н= +5° Сри=6 (987,62 - 978,94) = 52,08 кг/м2;
рП1=9 (987,62 - 978,94)=78,12 кг/м2;Р™ = 12 (987,62 - 978,94) = 104,16 кг/м2;
рУ= 15 (987,62 - 978,94) = 130,2 кг/м2.Соответственно при 1а= +5° С /распо¬
лагаемые давления в кольцах системы
будут: через нагревательный лрибор 1-го
этажа — 12,74., 2-го этажа — 25,44, 3-го
этажа — 38,52; 4-го этажа — 50,96; 5-го
этажа — 63,7 кг/м2.Определим потребную теплоотдачу
.нагревательных приборов при /н= -—10° С
и /н= +5° С .при расчетной наружной
температуре —30° С.Примем расчетную величину потерь
тепла при /н= —30° С за 1; тогда при
других наружных температурах теплоот¬
дача составит следующие относительные
величины от расчетных (^р:С?Р [18 — (— Ю)]<3+ 5-[18 - ( + 5)]18-= 0,583Ср;=0,270(2,,(-30)Определим относительные величины расхода воды, циркули¬
рующей в системе отопления с естественной циркуляцией, в зави¬
симости от /н.Для расчетной наружной температуры /„=—30° С=0,04<ЭР;-зо-сМдля /н=—10° С1 (95 — 70)
0,583рр10'68-510,034<2 ■для 1и= +5° С°-=^=0’027^Примем также расход теплоносителя при 1и=—30° С за 1; тогда
при 1и= — Ю° С и +5° С расход его составит:0,034 п ог	0,027 ^0_1л = —	=0,85, 0+5=	= 0,625.10 0,04	+5 0,04Определим в относительных величинах гидравлические потери
в системе при 1Н=—10° С и ^Н=+5°С. Для этого применим форму¬
лу р = аС2.Б»сли коэффициент а для одной и той же системы является ве¬
личиной постоянной, то гидравлические потери р будут зависеть от
изменения расхода С.Приняв р-зо=1, найдем гидравлические потери при ?н=—10° С
и +5° С:Р-. 10= 1 •0,852=0,68/?_30’;
р+5= 1 • 0,6252=0,39/7_30.Проверим, достаточно ли располагаемое давление для цирку¬
ляции воды в кольце через прибор 1-го этажа:Р-з0=1-47,67=47,67 кг/м2 (по расчету 47,67);р	=0,68*47,67=32,5 кг/м2 (по расчету 26,04);р+5= 0,39-47,67= 18 кг/м2 (по расчету 12,7).Отсюда следует, что требуется корректировка графика темпе¬
ратур теплоносителя, представленная на рис. ХП.З, или соответ¬
ствующее дополнительное регулирование теплоотдачи нагреватель¬
ных приборов в течение отопительного периода.Для колец, проходящих через 2—5-е этажи, остается выявлен¬
ная ранее гидравлическая несостоятельность двухтрубной системы
при любых наружных температурах, хотя разнобой существенно
снижается по сравнению с расчетным периодом при 1Н = —30° С.Выводы. 1. Качественное регулирование в системе с естествен¬
ной циркуляцией сопровождается одновременно и изменением ко¬
личества циркулирующей воды.2.	Двухтрубная система с естественной циркуляцией характе¬
ризуется гидравлической неустойчивостью, особенно в первоначаль¬
ный период и в меньшей мере в эксплуатационный. Это означает,
что при общем расходе воды в системе, равном расчетному, расход
ее в верхних приборах будет больше, а в нижних меньше расчет¬
ной величины. Например, если во 2-м этаже в системе для двух¬
этажного здания избыточное давление не будет погашено краном
На подводке нагревательного прибора, то расход воды в приборе
Берхнего этажа может превосходить в 3—4 раза расход воды в
приборе 1-го этажа при неизменном общем расходе в стояке.247
3.	Для уменьшения начальной гидравлической неустойчивост!
системы диаметры стояков и подводок к приборам должны бып
подобраны таким образом, чтобы потери давления в циркуляциоц
ных кольцах приборов верхних этажей существенно превышал!
гидравлические потери в нижних приборах.§ 45. ОДНОТРУБНЫЕ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯОднотрубные системы с замыкающими участ¬
ками обладают более высокой гидравлической устойчивостью по
сравнению с двухтрубными системами. Объясняется это тем, что
каждое циркуляционное кольцо проходит через все замыкающие
участки или нагревательные приборы, присоединенные к стояку.
Возникающие естественные давления в малых циркуляционных
кольцах суммируется и положительно влияют на увеличение рас¬
хода теплоноснтеля-воды через нагревательные приборы.Вместе с тем в однотрубной системе, в отличие от двухтрубной,
в стояках с неодинаковой поэтажной тепловой нагрузкой естест¬
венные давления будут неодинаковыми. Однако расчеты показали,
что возникающая по этой причине поэтажная разрегулировка си¬
стемы невелика — практически она не имеет значения.В однотрубных системах со смещенными замы¬
кающими участками гидравлическое сопротивление в под¬
водках к нагревательному прибору уменьшается, сопротивление же
в замыкающем участке увеличивается. Замыкающий участок мо¬
жет быть выполнен из трубы меньшего диаметра, чем у стояка и
подводок.Экспериментальные исследования показали, что коэффициенты
затекания при смещенных замыкающих участках больше, чем I
осевых.В однотрубных проточных системах отопле¬
ния коэффициент затекания самый высокий — он равен 1. Эти си¬
стемы характеризуются самой высокой гидравлической устойчи¬
востью.Системы с замыкающими участками и трехходовыми кранами
могут работать в режиме проточных систем, и поэтому они заслу¬
живают широкого применения в строительстве. Однотрубные про¬
точные системы характеризуются также минимальным расходом
нагревательных приборов в расчете на здание.Горизонтальные однотрубные системы устраива¬
ют проточными и с замыкающими участками. Аналогично одно¬
трубной вертикальной системе гидравлическая устойчивость этой
системы зависит в известной мере от правильного расчета малых
циркуляционных колец. При использовании тепла от горизонталь¬
но расположенных трубопроводов горизонтальная система по рас¬
ходу нагревательных приборов выгодно отличается от однотруб¬
ных вертикальных проточных систем.248§ 46. ТЕПЛОВАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ ВОДЯНЫХ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯПод тепловой устойчивостью понимают свойство систем отоп¬
ления изменять теплоотдачу в соответствии с изменением теплопо¬
терь ограждениями в связи с изменением наружной температуры.По существу потребительская эффективность работы систем
отопления определяется характеристикой их тепловой устойчи¬
вости.Гидравлическая устойчивость является основным условием
обеспечения теплового режима в отапливаемом помещении; как
правило, гидравлическую устойчивость считают синонимом тепло¬
вой устойчивости.. Существо гидравлической и тепловой устойчивости насосных
водяных систем отопления выражено уравнениемОя 	 Опс ((1л — 1чп) кпРЫп дгп	(XII 1)~~	— (ч) кРМ АТгде <2 — расход тепла, ккал/ч; С — расход теплоносителя, кг/ч;
с — теплоемкость теплоносителя; /1 и — температура подающей
и обратной воды в нагревательных приборах системы отопления;
к — коэффициент теплопередачи нагревательного прибора; Р—
поверхность нагревательных приборов, м2: А1 — температурный
напор нагревательного прибора, равныйАТ — температурный перепад воздуха внутри помещения (^„) и
снаружи ((н).Индекс п обозначает практические возможные расчетные усло¬
вия; величины без индекса относятся к расчетному режиму.В уравнении принято условие, что расход теплоносителя не ме¬
няется в зависимости от наружной температуры воздуха.Анализ уравнения (XII.1), а-также факторов, влияющих на
температуру воздуха в помещении (тепловая'устойчивость ограж¬
дений, зависимость коэффициента теплоотдачи нагревательного
прибора от температурного напора), показывает, что гидравличе¬
ская устойчивость систем водяного отопления является основным
условием устойчивости температурного режима отапливаемого
помещения.§ 47. РЕГУЛИРОВАНИЕ ВОДЯНЫХ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯТепловые потери не являются постоянной величиной, они зави¬
сят от изменения наружной температуры, скорости и направления
ветра, солнечной радиации.Даже правильно запроектированная и отрегулированная при
определенных параметрах воды система центрального водяного
отопления, как правило, не обеспечивает требуемых температур в
помещении в течение всего отопительного сезона. Например, изме-3—832249
нение естественного давления в двухтрубных системах отопления
с естественной циркуляцией при отсутствии регулирования вызы¬
вает в помещениях, расположенных в разных этажах и обслужи¬
ваемых одним и тем же стояком, колебания .температур воздуха
до 8°.Цель регулирования — обеспечить подачу в нагревательные
приборы такого количества тепла, которое компенсировало бы
тепловые потери помещения через ограждающие конструкции.Изменение внутренней температуры, вернее скорость ее измене¬
ния, в большой степени зависит от массивности зданий, т. е. от
теплоустойчивости ограждающих конструкций. Так, теплопотери
через нетеплоемкие (безынерционные) ограждения (остекления)
меняются вслед за изменением наружной температуры. В теплоем¬
ких наружных ограждениях (стены, чердачные перекрытия) коле¬
бания наружной температуры задерживаются и затухают.Независимо от вида ограждений доминирующим фактором ре¬
гулирования подачи тепла в здание является изменение наружной
температуры воздуха.Возможны следующие способы регулирования подачи тепла:
качественный ^=/(0]; количественный [С2=/!(С)]; количественно-
качественный	С)] и комбинированный	О, 2)].Качественное регулирование подачи тепла ^ в нагревательные
приборы осуществляется изменением температуры теплоносителя I
в системе, количественное — изменением расхода воды С, пода¬
ваемой в нагревательные приборы.Количественно-качественное регулирование осуществляется
одновременным изменением температуры теплоносителя I и рас¬
хода воды О. При снижении температуры уменьшается расход во¬
ды, а в случае повышения температуры он увеличивается. Ком¬
бинированное регулирование представляет сочетание качественно¬
го (или количественно-качественного) регулирования с режимом
пропусков.В теории регулирования используют простые уравнения гид¬
равлики и теплопередачи. Так, уравнение качественного регулиро'
вания системы имеет вид-^=.. Ч~*" ,	(ХН.2)*0 4-*„ргде <3 — тепловые потери помещений при расчетных температурах:
внутренней и наружной <3' — тепловые потери помещений при
другой наружной температуре Сш и неизменной температуре внут¬
реннего воздуха 1В.Уравнение количественно-качественного регулирования системы
имеет видд.<?	0(1 г-*о)где О, и и 1о — количество циркулирующей воды С при расчетных
температурах: наружного 1и и внутреннего воздуха; С', 1Т' и250—	количество циркулирующей воды С' при других температу¬
рах: наружного воздуха, горячей воды 1Т' и обратной 10'.Теплоотдача нагревательными приборами при различных на-
ружных температурах выражается формулой0.-^77=					(XI 1.4)0где к и к' —- коэффициенты теплопередачи нагревательных прибо¬
ров при различных температурных напорах приборов при наруж¬
ной1 расчетной температуре и при любой другой наружной темпе¬
ратуре.Из уравнений (Х11.2) и (ХН.З) получим равенства для систем
с естественной циркуляцией(Х11.5)/в	О (1Г (0)для систем с насосной циркуляцией, если <7'=(7, формула
(ХН.5) примет вид^ в ^ н	^ готкуда*г—*о=(*г—д-—р-.Для систем с естественной циркуляцией на основе уравнений
(ХН.2) и (ХН.4) получим(;+^2[,.+(А±^_,.)(^)м]. (хп.б,Используя эти равенства, для регулирования температуры воды
в насосных системах получим:{'=<,+(^-1) (-х^Г+тл-0 ^ I»1-7)4_/.+(±±Ь - «.) (г^-ГЧ Л-О	. (ХИ.8,Значения температур теплоносителя-воды при качественном ре¬
гулировании, рассчитанные на постоянную температуру в помеще¬
нии 7В= + 18°С, приведены в табл. XII.1.9*	251
Таблица XII. 1Температурный режим при качественном регулировании насосной системы
при расчетных /„ = — 30° С, ?В==18°С, <Г=95°С и (0 = 70° С-30-25-20-15-10—50+5+ 109588,381,574,567,260,052,244,135,57066,061,759,352,647,942,837,331,3По данным этой таблицы можно построить график, по которому
определяют промежуточные значения температур теплоносителя.§ 48. ВЛИЯНИЕ ТЕПЛОВОЙ ИНЕРЦИИ ЗДАНИЯ
НА ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ СИСТЕМ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯУчет тепловой инерции здания позволяет периодически выклю¬
чать систему отопления.Амплитуду колебания температуры помещения при применении
нетеплоемких систем можно представить в следующем виде:__ аЛ*11Р(?
в У,ВГЗаменив на —/н), получимаМпрд (/„ — 1И)%вгОбозначив (по Л. А. Семенову)Ъвр1я=^-получим«МпР (^в ' ^н)А =	^В	V П/7	Vм/(б)сШпР (/в - /н)	1	•	(в)Приняв ^В=18°С, Л<в=2,5, получимВведя обозначение2,5Й(18-0=Л(г)(д)Ч=ГМЩ.	(е)Значения величин коэффициентов Г и -М™ указаны в табл. XII 2
и ХП.З.252получимТаблица ХН.2Значение величины ГНаружная температура, °ССистема отопления-40—30-20—10Значения Г17,419,823,214.416.4
19,211,413,015,28,49,611,2Таблица ХП.ЗЗначение величины МпрПерерыв в подаче тепла 2, ч/V30,861,492,2Пользуясь формулой (е) и данными табл. ХН.2 и ХП.З, можно
найти величину тепловой инерции помещения и определить продол¬
жительность перерыва в подаче тепла.Более точной является изложенная ниже методика определения
амплитуды колебания температуры помещения при перерывах в
подаче тепла, разработанная В. Н. Богословским.Теплопоглощение помещением Рпом принимается равным сумме
теплопоглощений ограждениями Р0гр и вентиляционным воздухом
Р1	вент•^пом” ^огр + ^вент-Поглощение тепла поверхностями ограждений в этом случае
равнор„=2В,г,=— 1	—— ■ <»'•»)^"пон ^аонгде В* и — коэффициенты теплопоглощения и площади отдель¬
ных поверхностей; У г, щ — коэффициенты теплоусвоения и тепло¬
обмена на отдельных поверхностях в помещении^поы=2^|; л=2а|/7, или ^=2^/.где а — осредненное по всем поверхностям в помещении значение
коэффициента теплообмена.253
При перерывах в подаче тепла суммарный коэффициент тепло-
поглощения ограждений равен1	,	(XII. 10)Р -огр^/^пом + 1/А*где. О — коэффициент прерывистости, зависящий от отношения вре¬
мени нагревания 2ГН к общему периоду изменения подачи тепла
Т=2ш+2п.11315372«1Т088~28481а00,730,840,840,760,630,450,240Поглощение тепла в помещении в результате вентиляционного
воздухообмена РВент будет равно-Ьсу,(ХН.11)где ^ — воздухообмен, м3/ч; с и у — теплоемкость и объемная мас¬
са воздуха.Особенность расчета теплоустойчивости помещения состоит в
определении наибольших отклонений температуры помещения от
ее средних значений — А . При гармонических колебаниях (печ¬
ное отопление) Л( равноА,0,9Л^0,5Шфср1(ХН.12)+ 1-су1/^ ПОМ + 1/ЛпОМПри прерывистых поступлениях тепла (в перерывах — полное
выключение подачи тепла)0 > ^Рмакс	1 > 8Л1фсрА, =-пом1(ХИ.13)ЩУ пом + 1/Ап+ 1-сугде Смаке = 2М(Эср; М — коэффициент неравномерности теплоотда¬
чи отопительного прибора.Пример. Определить амплитуду колебания температуры А{п в помещении,
если система отопления работает пропусками при наружной температуре <н=
=0°С.Дано: продолжительность нагрева 2Ы=2 ч; перерыв между натопами 2„=
=2 ч; период 7’=2Н+2П=4 ч, 2/ч = 180 м2. Теплопотери при <„= — 25°С равны
2000 ккал/ч. Воздухообмен при работе приточно-вытяжной вентиляции Ь=
=300 м3/ч.Решение. 1. Суммарное теплоусвоение внутренних поверхностей помеще¬
ния равно У=2100 ккал/ч (определение У для краткости изложения здесь не
приводится).2542.	Теплопоглощение вентиляционным 'воздухом конвективного тепла составитРвент = 1-СУ = 300-0,24.1,2 = 86 ккал/(ч-град).3.	Теплообмен на поверхностях ограждения помещения будет равенА = а = 6,2-180 = 1120 ккал/ч.4.	Коэффициент неравномерности теплоотдачи отопительного прибора равен,, + 2ГП 2 + 2
М =	=	= I.2	г„ 2-25.	Теплопотери при /п=0° С будут равны»	0сР = 2000 ^ ^ = 840 ккал/ч.2	16.	Коэффициент прерывистости Й при 2а/7' =	равен 0,76.7.	Амплитуда колебания температуры помещения равна1,8А*<?СР	1,8-1-840А, =	=	= 2,21°.п 1 1	+ Ьсу 	4- 862/^пом + 1 /А	0,76/2100 + 1/1120Значение Л<п, как видно, больше допустимой величины колебания темпера¬
туры помещения при центральном отоплении (±1,5 ч).Следовательно, прерывистый режим 7'=2Н + 2П = 2 + 3 при заданной наружной
температуре в данном помещении допускать нельзя.Найдем режим работы системы отопления при другом коэффициенте пре¬
рывистости. Предположим следующий режим подачи тепла: нагрев 2Н=3 ч; пе¬
рерыв 2П = 1 ч. Тогда Т = 2В+2П=3+1 =4 или 1„/Т=3/4.При этом равенстве коэффициент Й = 0,45. Коэффициент М будет иметь значение2К + 2П 4 2М = ■22н 6 3С новыми значениями М и Й амплитуда колебаний температуры помеще¬
ния будет равна:1,8- — -840
А, =			=1,38°.п	1	+ 860,45/2100 + 1/1120Таким образом, для данных условий выявленный режим прерывистости
Удовлетворяет требованию Л(П<1,5°, т. е. допустимой величины колебания тем¬
пературы при центральном отоплении.§ 49. МЕСТНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕПЛООТДАЧИ
НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВНиже рассматривается так называемое потребительское регули¬
рование теплоотдачи нагревательных приборов с помощью кранов,
установленных на подводках к приборам. Приступая к регулирова¬
нию температуры помещения, как правило, по ощущению, потреби¬255
тель стремится возможно быстрее восстановить нарушенные ком¬
фортные условия и нередко выключает краном прибор полностью.Для выяснения, насколько состоятельно так называемое мест¬
ное регулирование, рассмотрим случай, когда краном полностью
перекрыт доступ теплоносителя в нагревательный прибор.Составим уравнение теплового баланса для элемента време¬
ни йх\С}с1х=аРТсМйТ,(XII. 14)где (2 — количество тепла, полученное нагревательным прибором,
ккал/ч; а — коэффициент теплопередачи, ккал/ч - м2-град; Р—по¬
верхность прибора, м2; Т — избыточная температура; т—время
охлаждения; с — удельная теплоемкость прибора; М — масса при¬
бора, кг.Разделив в уравнении переменные, после преобразования по¬
лучимйх ■сМйТсМатаРТ аРаРИнтегрируя уравнение в пределах от 0 до т и соответственно от
Т0 до Тх, получаем:Отсюдао	г„атаР—ТсМ . 01аГ — Тхх=	1п	аР ф, аР — Т0нли01аР-Тх -^г(?/«/=■-Г0После преобразований для случая охлаждения, когда темпера¬
тура Тх падает до 0°, последнее уравнение получит видТ-=ТсеаР
' сМИначе(XII. 15)Тт=Тсе-«\нлиЗдесь аР/сМ=к — коэффициент пропорциональности, характе¬
ризующий скорость повышения или понижения температуры во
времени. Величина, обратная коэффициенту к, имеет размерность
времени ч:сМ ккал- кг-м2-ч-градГ =	=	Ч.аР кг-град-ккал-м2Величины Тс и тс характеризуют стационарное состояние темпе¬
ратуры во времени.Решение задачи по выявлению нестационарного температурно¬
го поля какого-либо тела можно упростить с достаточной для прак¬
тики точностью введением понятия об эквивалентном радиусе
(цИлиндре) по теплообмену, а также путем приведения темпера¬
турных функций к более простому виду. Так, для цилиндрат0=тлви Ро),где В1 — критерий Био; В1 = а/?ЭквА; Ро — критерий Фурье; Ро=
= йт//?2экв-В этих формулах а — коэффициент теплоотдачи; К—коэффи¬
циент теплопроводности; а — коэффициент температуропроводно¬
сти; т — постоянная времени охлаждения.Критерий Био В1—приведенный коэффициент теплоотдачи
определяет условия внешнего теплообмена; критерий Фурье Ро —
критерий гомохронности характеризует в данном случае изменение
температуры во времени.Эквивалентный радиус по теплообмену(XII-17)УсрПример. Определить время охлаждения выключенного радиатора типа М-140
водяного отопления при начальных температурах 95° С и 70е С. Расчетная тепло¬
отдача — 800 ккал/ч.Поверхность нагрева радиатора, состоящая из 7 секций, равна 1,78 м2.
Масса радиатора — 7,6-7=53,2 кг. Емкость 1 секции — 4,6 л; емкость радиатора
4,6-7=11,2 л. Объемная масса воды -у= 1 ООО кг/м3; коэффициент теплоотдачи
а=7,5 ккал/м2-ч-град; для металла ^=7700 кг/м3.Решение. Определим эквивалентный радиус по формуле (XII.17).Для этого вычислим среднюю объемную массу уср:= М! + М2 = 53,2+ 11,2_ = 320() кг
УсР Ух + У2 0,008 + 0,011где У1 и У2 — объемы металла и воды в приборе, равные“3; "*•Подставив полученные данные, вычислим /?экв53,2+11,22М!Р *	Ь21_ = 0.02м.-Уср	3200257
Тогда. 7,5-0,02
В1 = а/Х-Яжв = -'50 = 0,003,где л=50 ккал/м-ч-град.Коэффициент температуропроводности металла при*с=0,13X	50а=	= -—	= 0,05.с\ 0,13-7700Критерий Ро для т=1 ч будет равенах 0,05-1Ро =	= —— = 125.»2 0,022
''эквПостоянную времени охлаждения тс можно найти из отношения общей поте¬
ри тепла к потере тепла через внешнюю поверхность на 1°:<3сс аМР 'Полное теплосодержание прибора (2с, входящее в эту формулу, равно:(95 4- 70 \—^— — 18) = 1180 ккал.После подстановки получим1180Т°~ 7,5-64,5-1,78 = 1,37 ч‘В результате расчетов получаем данные об изменении темпера¬
туры поверхности нагревательного прибора на стадии охлаждения
(табл. ХН.4).Таблица ХИ.4Стадии охлаждения нагревательного прибораКритерий Ро15102550100150200Время охлаждения
1250,0080,040,080,20,40,81,21,6Т Xтс 1,370,0060,020,060,150,30,60,91.2ГII0,990,950,910,810,640,420,270,18Температура по¬
верхности прибораТ=64,5-е"""*6461585241271716258Из этой таблицы видно, что охлаждение радиатора водяного
отопления практически заканчивается через 1,5—2 ч (когда темпе¬
ратура поверхности радиатора снижается до температуры помеще¬
ния + 18° С).Экспериментальные исследования охлаждения нагревательных
приборов водяного отопления, приведенные автором настоящей
книги при участии В. И. Гордеева, в основном согласуются с тео¬
ретическими расчетами.Рассмотрение вопроса ручного регулирования водяных систем
отопления позволяет сделать выводы, изложенные ниже.1.	Чугунные радиаторы систем водяного отопления обладают
высокой тепловой инерцией.12. Вследствие большой инерции нагревательных приборов вы¬
ключением их невозможно добиться резкого и быстрого снижения
температуры в помещениях. Таким образом, выключение нагрева¬
тельных приборов кранами не является радикальным средством
регулирования температуры в помещениях.3.	Большую тепловую инерцию водяных систем отопления сов¬
местно с тепловой инерцией ограждения следует рассматривать и
как положительные факторы для центрального регулирования тем¬
ператур, которое разрешается вести без учета кратковременных
колебаний наружной температуры.4.	Расчеты по определению темпа охлаждения радиаторами па¬
ровой системы отопления показали, что время их охлаждения
практически находится в пределах 0,5—0,6 ч.§ 50. ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЕГУЛИРОВОЧНОГО КРАНА,
УСТАНОВЛЕННОГО НА ПОДВОДКЕ К НАГРЕВАТЕЛЬНОМУ ПРИБОРУВ водяных системах отопления для регулирования теплоотдачи
возникает необходимость изменять количество поступающей воды
в нагревательный прибор (количественная местная регулировка).
Этот способ регулирования основан на изменении гидравлического
сопротивления проходу воды в прибор с помощью крана, установ¬
ленного на подающей подводке.При изменении проходного сечения в кране давление жидкости
в трубопроводе снижается вследствие внезапного расширения по¬
тока.Потери давления можно определить в кг/м2 по формуле Борда —
Карно, согласно которой потеря при внезапном расширении равна
скоростному давлению потерянной скорости(XII.18)2^где И\ — скорость потока в трубе, м/с; »2 — то же, в сечении крана
после дросселирования; у — объемная масса жидкости.Определение величины гидравлического сопротивления, возни¬
кающего в зависимости от степени закрытия крана двойной регу¬
лировки. Для решения этой задачи произведем расчеты для трубы259
с краном двойной регулировки й=\Ъ мм. Примем скорость потока
в трубе &1 = 0,3 м/с и ^2=0,1 м/с (ь2— скорость воды в кране).Воспользуемся формулой Борда — Карно (пренебрегая други¬
ми потерями в кране) для определения Ар. Результаты расчетов
приведены в табл. XII.5.Таблица XII.5»2. М/С0,30,60,91,530,10,20,30,51.0VI, М/С0,30,30,30,30,30,10,10,10,10,11-/2//100,50,660,80,900,50,660,80,9Др, кг/м204,5187236400,52,0840,5В табл. ХН.5 /г — площадь отверстия в кране после дроссели¬
рования; /1 — площадь сечения трубы (или отверстия в полностью
открытом кране); 1—/2//1— относительная величина площади за¬
крытой части отверстия в кране после
дросселирования.Из таблицы и рис. XI 1.4 следует,
что кран не является совершенным
прибором для регулирования: ощути¬
мое гидравлическое сопротивление
кран создает, будучи закрытым более
чем на половину, — при скорости воды
в подводящей трубе, равной 0,3 м/с,
когда отверстие в ней закрыто на 60%,
а также при скорости потока в трубе
0,1 м/с, когда она закрыта на 80%.О месте установки крана регулиро¬
вания нагревательного прибора. Кран
регулирования можно устанавливать в
водяных системах на подающей и об¬
ратной подводках к нагревательному
прибору.Где же лучше его устанавливать?
Кран действует как запорное и регу¬
лирующее устройство, хотя и не сов¬
сем совершенное, будучи установлен¬
ным и на подающей, и на обратной подводках. Как показали на¬
блюдения, если кран установлен на подающей подводке и даже
полностью закрыт, возможна циркуляция воды через обратную под¬
водку. В ней устанавливается двухфазное течение потока с взаим¬
но противоположным направлением. Циркуляция эта «езначитель-Рис. ХП.4. График зависимости
сопротивления, создаваемого
краном двойной регулировки в
зависимости от изменения ско¬
рости и площади сечения для
прохода.воды (дроссельная ха¬
рактеристика)260на — при ней в приборе происходит незначительный теплообмен,
что практически всегда допустимо.Для полного отключения прибора и лучшего регулирования теп¬
лоотдачи кран предпочтительнее устанавливать на обратной под¬
водке. Однако кран двойной регулировки на обратной подводке
может служить причинами засора и недостаточного прогрева при¬
бора. Заметим также, что кран двойной регулировки целесообраз¬
нее устанавливать на горизонтальной трубе шпинделем горизон¬
тально. В этом случае из подводки легче удаляется воздух, задер¬
живаем?! перед краном вследствие особенностей его конструкции.Автоматизация систем отопления. Анализ работы систем отоп¬
ления показал, что качественная эксплуатация их практически не¬
осуществима без широкого внедрения во все ее звенья надежной
автоматики.От принципа стабилизации температурного режима отапливае¬
мых помещений целесообразен переход на программное регулиро¬
вание отпуска тепла, что дает возможность изменять температуру
воздуха в течение суток по заданной программе с учетом требуе¬
мых условий теплового комфорта.В связи с ожидаемым широким внедрением в практику эксплу¬
атации отопительных систем программного регулирования тепла
следует критически пересмотреть принципиальные схемы отопи¬
тельных устройств с целью перевода их на автоматическое регули¬
рование с минимальными затратами. В этом плане целесообразно
применять пофасадное количественно-качественное регулирование.
Индивидуальные комнатные терморегуляторы при этом могут до¬
полнить пофасадное регулирование температуры в перманентно
перегреваемых помещениях.Опыт эксплуатации Мосэнерго по регулированию отпуска тепла
на отопление путем применения на абонентских вводах регулято¬
ров местных пропусков с датчиками внутренней температуры в
трех специальных помещениях отапливаемого здания подтвердил
принципиальную возможность использования такого метода регу¬
лирования при определенных условиях. При внедрении этого мето¬
да встретились трудности, связанные с выбором эталонных поме¬
щений для установки датчиков внутренней температуры, свобод¬
ных от случайных факторов (открытые форточки, внутренние
тепловыделения).Одной из схем автоматического регулирования отпуска тепла
на отопление, не имеющей отмеченных недостатков, может служить
схема с использованием модели здания. При создании такой моде¬
ли требуется обеспечить равенство коэффициентов аккумуляции
модели и здания, а также постоянство соотношения между расхо¬
дами тепла' модели здания и здания при установившемся режиме.
При этих условиях температура воздуха внутри модели будет из¬
меняться по такому же закону, как и температура воздуха внутри
помещения. Электрическая мощность нагревателя, установленного
в модели, изменяется пропорционально только разности темпера¬
тур воды в подающей и обратной линиях.261
Опыт показывает, что автоматическое управление системами
отопления, кроме обеспечения лучшего комфорта, дает экономию
тепловой энергии. Так, по исследованиям «Челябинскгражданпро-
екта» и Челябинского политехнического института, в результате
применения автоматического регулирования пофасадными систе¬
мами отопления с количественно-качественным регулированием
была получена экономия тепловой энергии на 25—30% по сравне¬
нию с расходом ее в домах с неавтоматизированными системами
отопления. Существенно экономится топливо за счет полезного ис¬
пользования солнечной энергии в помещениях, расположенных на
южных и западных фасадах.ГЛАВА XIIIОТОПЛЕНИЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ
И СООРУЖЕНИЙСистемы отопления сельскохозяйственных зданий и сооружений
принципиально не отличаются от системы отопления промышлен¬
ных и общественных зданий. Однако вследствие архитектурно-стро¬
ительных особенностей, а также требований к микроклимату сель¬
скохозяйственных зданий требуется специальное рассмотрение воп¬
росов, связанных с выявлением рациональных отопительных уст¬
ройств этих зданий.§ 51. ОТОПЛЕНИЕ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ПОМЕЩЕНИИДля поддержания нормальных физиологических процессов, про¬
исходящих в организме животных, в помещениях нужно поддержи¬
вать определенную температуру и .влажность. Кроме того, объемное
содержание С02 в животноводческих помещениях должно быть не
более 0,25%..Подвижность воздуха в зимнее время должна находиться в пре¬
делах 0,3—0,5 м/с, летом же она может быть намного больше (до1,5	м/с).При проектировании отопления в животноводческих помещениях
расчетную наружную температуру следует принимать по парамет¬
рам Б, т. е. по средней температуре самой холодной пятидневки.Тепловой баланс животноводческого помещения выражают в
виде алгебраической суммы поступающего и теряемого тепла:Рж + Фт + Фисп + <2вент + С?от — 0,	(XIII.1)где С?ж — выделение тепла животными, находящимися в помеще¬
нии; <3т — теплопотери через ограждающие конструкции, включая
расход тепла на инфильтрацию в помещение наружного воздуха;
Рисп — тепло, необходимое на испарение жидкости со смоченной
поверхности и подстилок; фвент — тепло, необходимое на нагрева¬
ние вентиляционного воздуха; фот — тепло, искусственно подавае¬
мое в помещение для обеспечения теплового баланса.262Количество вентиляционного воздуха определяют как наиболь¬
шее из трех значений, полученных при расчете поглощения тепло-
избытков, доведении относительной влажности до нормируемой и
растворении выделяемых вредных газов до допустимой концентра¬
ции (углекислоты и аммиака).Количество вредных выделений животными зависит от целого
ряда факторов: породы, веса, возраста, физиологического состояния
(табл. XIII.1).Разность температуры воздуха в помещении и внутренней по¬
верхности стены не должна превышать 3°, а температуры воздуха
и поверхности покрытия — 2,5°. Полы должны быть теплыми, с этой
целью пристенные зоны пола дополнительно утепляют.'■ Разность температуры зоны пребывания животных и поверхно¬
сти пола не должна быть более 1,5°.Для искусственного обогрева животноводческих помещений
можно применять печное, водяное, воздушное и паровое отопление
низкого давления.Нагретый воздух нужно подавать через воздуховоды равномер¬
ной раздачи. При этом систему воздушного отопления удобно сов-Таблица XIII.1Количества тепла и углекислого газа, выделяемого животнымиВид животногоЖивая масса,
кгТепловыккобщиеделения,ал/чявныеС02, л/чКоровы стельные300600440904007905501106009206701388001090780162мещать с приточной вентиляцией, воздух в этом случае соответст¬
венно перегревается.Максимальная температура воздуха, подаваемого системой воз¬
душного отопления, не должна превышать 70° С, а максимальная
температура поверхности нагревательных приборов — 95° С.Для отопления животноводческих помещений нужно применять
локальные системы отопления. Так, в помещениях для содержания
свиней, особенно молодняка, целесообразно обогревать полы с по¬
мощью змеевиков центрального водяного отопления или способом
электрообогрева.Для обеспечения в животноводческих помещениях необходимого
микроклимата рекомендуется программное автоматическое управ¬
ление системами отопления и вентиляции с помощью приборов и
аппаратов, отличающихся быстротой и гибкостью регулирования
в зависимости от изменения условий (температуры, влажности,
времени, скорости движения воздуха и др.).263
§ 52. ОТОПЛЕНИЕ ПТИЦЕВОДЧЕСКИХ ПОМЕЩЕНИИТемпературу внутреннего воздуха в птичниках принимают со¬
гласно норм в зависимости от места нахождения птиц в помещении:
на полу или в местах локального обогрева, под брудерами или при
содержании их в клетках. Кроме того, внутренняя температура
воздуха зависит от возраста птиц и их вида.В птичниках полуоткрытого и открытого типа параметры внут¬
реннего воздуха помещения для содержания птиц не нормируются.При расчете теплопроизводительности системы отопления сле¬
дует учитывать тепловыделения от птиц и расход тепла на испаре¬
ние влаги из помета и глубокой подстилки.Количество тепла, выделяемое птицами Рпт, определяют по фор¬
мулеф)|Т = пРцкхк.2к.А,	(XIII.2)где п — расчетное число голов птиц (по видам и возрасту); Р—
масса одной головы птицы, кг; ^ — выделение тепла (для расчета
отопления — явного тепла) птиц на I кг живого веса в зависимости
от вида и возраста птицы, ккал/ч-кг; К\ — поправочный коэффици¬
ент на тепловыделение в ночное время, принимается равным 0,6
(выделение углекислоты, тепла и водяных паров в период сна —-
ночное время составляет 60% от выделений, обычно указываемых
в таблицах); к2 — поправочный коэффициент на изменение внут¬
ренней температуры птичника по отношению к оптимальной (в пре¬
делах 1,15—0,8 в зависимости от возраста птицы и значения опти¬
мальной температуры); к3 — коэффициент, учитывающий степень
фактического заполнения номинальных мест в птичнике, равный
0,85—0,9.Тепло, расходуемое на испарение влаги С2исп из помета и глубо¬
кой подстилки, определяют по формуле<^=585*-^,	(ХШ.З)где п — число голов птиц; Р — примерный выход помета от одной
птицы, в среднем за сутки, кг/сутки (в зависимости от вида и воз¬
раста птицы); 1 — степень усушки помета, принимаемая равной 0,7
от первоначального веса помета.Следовательно, расчетную теплопроизводительность <30т систе¬
мы отопления можно представить следующим уравнением теплово¬
го баланса:0т+<2„г+<Эис„+<Эот=0.	(ХШ.4)Отопительные устройства. Систему отопления выбирают исходя
из теплопроизводительности ее, продолжительности отопительного
периода, технологических условий и экономической эффективностипринимаемого решения.В практике применяют воздушное отопление, совмещенное с вен¬
тиляцией. Температуру перегрева в этой системе воздуха следует264определить исходя из требований технологии содержания птицы,
способа распределения воздуха, расстояния между средствами воз-
духораздачи и зоной обитания птиц.В системе центрального отопления температура на поверхности
нагревательных приборов не должна превышать 95° С. Нагреватель¬
ными приборами могут служить радиаторы и бетонные отопитель¬
ные панели.Для обогревания молодняка птиц целесообразно предусматри¬
вать зоны, устраивая локальные системы отопления с температурой
до 35° С. В этих случаях можно применять электрические брудеры
(ИК-брудеры) или газовые инфракрасные излучатели.ИК-брудер представляет собой конусообразный корпус с пятью
инфракрасными лампами мощностью 250 Вт.Электробрудер подвешивают к потолку птичника на стальном
тросе и заземляют. Интенсивность облучения определяется высотой
подвеса лампы. Облученность птиц при этом не должна превышать
норм в зависимости от возраста цыплят. Норма облучения равна
100—300 ккал/(м2-ч).§ 53. ОТОПЛЕНИЕ КУЛЬТИВАЦИОННЫХ СООРУЖЕНИИ
ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ ОВОЩЕЙКультивационные сооружения строят двух типов — теплицы и
парники. Теплицы устраивают для эксплуатации весной, летом и
осенью или круглогодично. Парники эксплуатируют обычно весной
и летом.Микроклимат теплиц специфичен и разнообразен для разных
растений даже в течение суток. Например, температура внутреннего
воздуха в теплицах для томатов в период их посевов и до появле¬
ния первых всходов должна быть +25° С. После появления всходов
в течение трех суток температуру снижают до +14° С, ночью до
+11° С.В последующие дни температура днем должна быть +17° С,
ночью +20° С. После того как растения окрепнут, необходим режим
температуры ночью +15° С (отклонения ±1°), в солнечную погоду
днем от +30 до +32° С.Еще более разнообразны требования к внутренней температуре
огуречных теплиц. Не менее жесткие требования предъявляют к
температуре почвы и влажности воздуха. В случае аварии в системе
отопления ,и вентиляции огурцы могут перенести кратковременное
снижение температуры до +8° С на срок не более 6 ч.-При более
продолжительном промежутке времени с пониженной температурой
растения могут погибнуть.В качестве расчетной наружной температуры для проектирова¬
ния отопления в теплицах при эксплуатации их в течение всего года
следует принимать среднюю температуру наиболее холодных суток;
Для парников и теплиц, предназначенных для эксплуатации весной,
летом и осенью, — среднюю температуру наиболее холодного меся¬
ца за период эксплуатации, сниженную на половину максимальной
суточной амплитуды температуры воздуха в районе постройки.265
Температурный режим теплицы, зависящий от поступления теп¬
ла и теплопотерь сооружения, определяют из уравнения теплового
балансаСер + (*!о ~"Ь Фгр "Ь Фт Фт.гр + Фг.в =“ О»	(ХШ.5)где (2ср — количество тепла, поступающего от солнечной радиации;
(2о — то же, поступающего от нагревательных приборов и трубо¬
проводов системы отопления; <2гр — количество тепла, подаваемо¬
го на обогрев грунта; С?т — то же, теряемого через ограждения,
включая потери тепла на инфильтрацию наружного воздуха;
Фт.гр—количество тепла, теряемого через грунт; (2ТВ—то же, на
нагрев вентиляционного воздуха.Системы отопления теплиц должны обеспечивать заданные тем¬
пературные условия как в грунте, так и воздухе помещений. С этой
целью устраивают самостоятельные системы подпочвенного обогре¬
ва и отопления наземной части сооружения.Как показала практика, для отопления теплиц и парников более
эффективно водяное отопление с температурой теплоносителя 95—•Рис. XIII. 1. Схема центрального водяного рис. ХШ.2. Схема парника на
отопления теплиц. Расположение греющих	водяном обогреве:труб в теплице:	/ — песчаная подушка слоем 45 см;о „грунтовая теплица; б —стеллажная теплица; 2 —трубы, греющие почву; 3 —/ — трубы воздушного обогрева; 2 — отопительные грунт; 4 — трубы надпочвенного
трубы, размещаемые под стеллажами; 3 — трубы	обогревадля обогрева почвы70° С. На рис. XIII. 1 показано устройство центрального водяного
отопления стеллажной (рис. XIII.1, а) и грунтовой (рис. XIII.1, б)
теплицы и парника (рис. ХШ.2).Известны также и другие устройства систем отопления теплиц.
Применяется, например, способ обогрева стеклянного покрова кры¬
ши низкотемпературной водой (22-^35° С), являющейся отходом
промышленных предприятий. Слой воды изолирует теплицу от
внешней среды, сокращая тепловые потери через остекление теп¬
лицы на 80—90%.При рассмотрении вопроса о теплоснабжении теплиц и парников
нельзя упускать из виду возможности использования для этого от
броского тепла промышленных предприятий.В парниках трубы водяного обогрева прокладывают вдоль на
ружных стенок (парубней). Нагревательные элементы электриче-266ского обогрева следует размещать равномерно под почвой в слое
песка толщиной 100—150 мм.Характеристика температурного режима помещения, созданного
комплексом систем обогрева, определяется критерием— ^р.од/=	СР-*и(ХШ.6)Этот критерий показывает взаимосвязь температуры рабочего
объема /р.0, средневзвешенной температуры воздуха у внутренних
поверхностей наружных ограждений /вогр и наружной температу¬
рь^ /11-РИС. ХШ.З. Схема
одиночного тру¬
бопровода для
обогрева парникаРис. XI 11.4. Схема
двухтрубного обо¬
грева парника:I — трубаНаиболее совершенная система обогрева теплицы при оптималь¬
ном рабочем объеме ее характеризуется критерием Лг = 1.Основные положения по расчету отопительных устройств грун¬
товых теплиц и парников. Для обеспечения надлежащего микро¬
климата в теплицах и парниках требуется подавать через грунт не
менее 50—60% общего количества тепла для обогрева грунтовых
теплиц или парников.Количество тепла, поступающего от поверхности одиночного
теплопровода (рис. ХШ.З), расположенного в грунте, в воздушное
пространство теплицы или парника определяют по формуле<7=т — IЕЯ(ХШ.7)где ^ — тепловые потери 1 м теплопровода, ккал/ч-м; т — темпера¬
тура теплоносителя; I — температура воздуха в теплице (парнике);—	общее сопротивление теплопередаче от теплоносителя к воз¬
душному пространству, м-ч-град/ккал.Общее термическое сопротивление определяют из выражения(ХШ.8)где /?в — термическое сопротивление теплопереходу от теплоноси¬
теля; /?ст — термическое сопротивление стенки; /?гр — термическое
сопротивление грунта; /?м — сопротивление переходу тепла от по¬
верхности грунта к воздуху теплицы (парника).267
Термическое сопротивление грунта /?гр определяют по формуле(ХШ'9’где Н0 — глубина заложения оси греющей трубы в грунт, м; —
наружный диаметр теплопровода, м; Ягр — коэффициент теплопро¬
водности грунта, ккал/м-ч-град.Температуру I в любой точке грунта с координатами х к у оди¬
ночного теплопровода определяют по формуле1пч~ (у -ь К)2<=1,Мг-0 2”‘п’ 2д+(” — ■ (Х1И.10)где х — расстояние от точки до вертикальной оси, м; у—расстоя¬
ние от точки до поверхности грунта, м; /0 — температура грунта на
глубине Н0.Потери тепла двухтрубным теплопроводом (рис. ХШ.4) опреде¬
ляют по формулам:
тепловые потери <?1 первой трубой(Т1 — ^гр) 2 ^2 (т2 *гр) Л’усл _	(XIII 11)2^12*2-4™потери тепла второй трубой(^2 *гр) 2 ^1 (^1 <гр)	/VIII 1Я2		;	 >	(XIII. 1/)2^1 3^2уСЛгде ^Усл — условное сопротивление, которым учитывается взаимное
влияние двухтрубного теплопровода; Т1 и Тг — температуры тепло¬
носители в первой и второй трубах; и — суммарные терми¬
ческие сопротивления для первой и второй труб, определяемые по
формуле (XIII.8).Условное сопротивление Русл определяют по формулегде Ъ — расстояние между осями труб, м.Температуру / в любой точке можно определить по формуле/ 4- Я± 1п 1 / — + + ко)2 I ?2 1п 1 ~ ^ +—+ *
2яХгр у х* + {у — йс)2 2яХгр V (х — ьу + (у — К)2(XIII. 14)где х, у и Не указаны на рис. ХШ.З и Х1Н.4; <71 и <72 — удельные по¬
тери тепла первой и второй трубами.268ПРИЛОЖЕНИЯПриложение 1Объемная масса воды у в кг/м3 при температуре от 40 до 99° СТемпература
воды, °С4050607080900992,24988,07983,24977,81971,83965,341991,86987,62982,72977,23971,21964,672991,47987,15982,2976,66970,57963,993991,07986,69981,67976,07969,94963,34990,66986,21981,13975,48969,3962,615990,25985,73980,59974,89968,65961,921 6989,82985,25980,05974,29968961,227989,4984,75979,5973,68967,34960,518988,96984,25978,94973,07966,68959,819988,52983,75978,38972,45966,01959,09Приложение 2Коэффициенты учитывающие изменение расчетной поверхности прибора
в зависимости от способа его установкиСпособ установкиСхемаПрибор установлен у стены
без ниши и перекрыт доской в
виде полкиПрибор установлен в стенной
нише, углубленной более
130 ммПрибор установлен у стены
без ниши и закрыт деревян¬
ным шкафом со щелями в
верхней доске и в передней
стенке у папа/у/////// 'Ч140801001501802202601,051,031,021.111,071,061,251,191,131,12269
Продолжение прилож. 2Способ установкиСхемаА, мм01Прибор закрыт деревянным
шкафом со щелью в верхней
части передней стенки и у
полаПрибор установлен у стены
открыто1301,2 (щели от¬Гкрыты) ; при ще¬
лях, закрытых
сетками, р1=1,3
1.0V//^ 1Приложение 3Поправочный коэффициент р4 для радиаторов в зависимости от вида
присоединения подводок и расхода воды^?оти в нагревательном
приборе на 1 экм
по отношению к услов¬
ному расходу
С“17,4 кг/ч экмПодача воды через
верхнюю пробку,
а удаление через
нижнююПодача и удаление воды
через нижние пробки или
подача через нижнюю, а
удаление через верхнюю
(разностороннее присоеди¬
нение)Подача воды через
нижнюю и удаление
через верхнюю пробки
радиаторов (присое¬
динение одностороннее)0,50,910,930,950,60,940,960,970,70,960,970,980,80,970,990,990,90,9911111121,011,031,0331,021,11,0941,041,151,1251,051,171,1361,061,191,1571,061,211,17Более 71,071,231,18 .Примечание. При теплоносителе-паре для всех приборов Р<=1 и прн теплоноси¬
теле-воде для ребристых труб и регистров из гладких труб р«=1.270Приложение 4»Коэффициент теплопередачи ка нагревательного прибора в ккал/экм-чтрад
в зависимости от движения теплоносителя4/ср- °ССхема движения теплоносителя355,596,544,775,11405,815,664,875,22456,015,754,965,31506,265,845,045,39556,455,935,115,47606,6365,175,54656,816,085,245,61706,976,155,35,67757,136,215,355,73807,246,275,45,79857,326,335,455,84907,556,385,55,89957,696,445,545,941007,826,495,595,991057,946,535,636,031108,066,5851676,071158,176,625,76,121208,296,665,746,15125. 8,396,75,776,181308,56,745,816,23Приложение 5Значение коэффициента р2 на остывание воды
в двухтрубных системах водяного отопления с насосной циркуляциейРассчитываемый этаж при скрытой
прокладке трубопроводовРассчитываемый этаж при открытой прокладке
трубопроводов1-й2-й3-й4-й5-й6-й1-й2-й3-й4-й5*й6-РиС верхней разводкой21,05__——	1,05		_	31,051,04——,——1,051,03——*С нижней разводкой—1,03——		—	1,05	—	——1,03——		—1,05—	._——1,031,05—		—1,051,1-—	——1,031,031,05		—1,051,051,1	1,031,031,05	——1,051,051,1Примечание. При естественной циркуляции воды надбавки принимаются с коэф¬
фициентом 1,4.27 к
Приложение 6Коэффициент р3 на количество секций в радиатореЧисло секцийР.Число секцийР.Число секцийР.20,9660,9910-111,01-30,967112-141,0140,978115-161,0250,989119-251,03Приложение 7Коэффициент р5 на изменение относительного расхода воды,
протекающей через радиаторОР.аР 5сР»0,30,860,70,9541,040,40,890,80,9751,050,50,91 .0,90,99. 61,0550,60,93117 и более1,0631,03Приложение 8Расчетная поверхность нагрева ГтР, экм,
этажестояков двухтрубных водяных и паровых систем отопленияДиаметр й, ммВысота стояков, мподводокстояков2,52,7315150,430,450,4915 "200,510,530,5720200,540,560,615250,590,630,6920250,620,660,7215320,730,770,8320320,760,80,86272Приложение 9Расчетная поверхность нагрева Ртр подводок, сцепок,
стояков и магистралей, экмКоэффициентРасчетная поверхность нагрева при йу, мм152025325040Подводки к приборами сцепки 	10,120,150,190,24Трубопроводы, про¬
ложенные у пола ....0,750,080,110,140,180,220,28Стояки 	0,50,060,080,10,120,150,19Трубопроводы, проло¬
женные у потолка ....0,250,030,040,050,060,070,09Приложение 10Теплоотдача 1 экм чугунных радиаторов, ребристых труб и регистров
из гладких труб, ккал/ч(ч-экм)А. В системах водяного отопленияТемпературный
напор /вТеплоотдачаккал/(ч-экм)Температурный
напор #вТеплоотдачаккал/(ч-экм)46280684654829570.480503107250052325745205434076535563607855558375805756039582595624158461564,5435866356645088650Б. В системах парового отопленияТемперату¬
ра воздуха
помещения'в. °СТеплоотдача дэ, ккал/(ч-экм), при давлении пара р, кг/см2до 1,11,21,Б1,722,53+5693712764795835892941+10653672725755795852901+ 15613632685715755812861+16605624677707747804853+ 18589608662691731788837+20573592645675715772821+25533552605635675733781Примечание. Теплоотдача приборов водяных систем дана при питании теплоно¬
сителем по схеме «сверху вниз».273
Приложение 11Дополнительные давления от охлаждения воды в трубопроводах
двухтрубной системы водяного отопления при верхней разводкеи естественной циркуляцииГоризонтальное протяжение
системы, мВысота нагре-
в ательного
прибора над
котлом, мРасстояние от подающей трубы до стояка, мдо 10от 10от 20от 30от 50от 75до 20до 30до 50до 75до 100Величина Д/>, кг/м2Открытые стояки без изоляции
для одно- и двухэтажных зданийДо 25	От 25 до 50 .
» 50 » 70 .
» 70 » 100До 25
От 25
» 50
» 70До 25
» 25
От 25
» 25
» 50
» 50
» 75
» 75до 50 .
» 70 .
» 100до50
50
75 .
75 .
100
100101015———10101520——До 71010151520—101010152025т трех- и четырехэтажных здании252535—•——25253035——До 152525253035—252525303540аний с числом этажей болеечетырехДо 7455055———Более 7303545———До 755606575——Более 740455055——До 75555606575—Более 74040455055—До 7555555606570Более 7404040455065Примечания: 1. При нижней разводке труоопроводов к величине цирнуляцкипшли
давления добавка иа охлаждение воды в трубопроводах не делается.2.	Для однотрубных систем величины добавок следует принимать в размере 50% соот¬
ветствующих значений, указанных в таблице.3.	Для систем с насосной циркуляцией величины добавок следует принимать в разме¬
ре 40% соответствующих значений, указанных в таблице.Приложение 12Коэффициенты местных сопротивлений для систем водяного
и парового отопленияМестное сопротивлениеКоэффициент местного сопротивления СРадиатор двухколонный 	22,5Котел чугунный	Котел стальной цилиндрический .210,50,5Внезапное расширение *	Внезапное сужение *	Тройник на проход 	11,5Тройник на ответвление 	Тройник на противоток 	3Крестовина на проход ....2.Крестовина на ответвление ....оКомпенсатор П-образный	20,5Компенсатор сальниковый	♦ Относятся к участку с большой скоростью теплоносителя.274Продолжение прилож.12При условном диаметре трубы,им152025324050 и болееВентиль обыкновенный	16109987Кран пробочный	4222Кран двойной регулировки с ци¬
линдрической пробкой 	4222Вентиль с косым шпинделем . . .3332,52,52Задвижка шиберная	0,50,50,50,50,50,5Отвод 90° и утка	1.51.5110,50,5Скоба	322222Отводы двойные (калачи):
узкий двойной 	222222широкий	111111Приложение 13Коэффициенты местных сопротивлений проходных фасонных частей,
арматуры и оборудования водяных систем отопления (по СН 419—70)Местное сопротивлениеУсловный диаметр, ммсПроточный воздухосборник и расшири-1.5тельныи сосудРадиатор двухколонный при диаметре151,6подводки201,2Кран пробковый153,520 и более1,515162010Вентиль с вертикальным шпинделем25 и 32940850 и более.. .7Вентиль прямоточныйс косым шпинде-15, 20 и 253лем «Косва»32 и 402.550 и более2Кран двойной регулировки с цилинд¬154рической пробкой202Задвижки параллельные0,5Краны трехходовыепри прямом про¬152конструкции «Сантех-ходе201,5деталь»252при проходе с153поворотом203254,5275
Продолжение прилож. 13Местное сопротивлениеУсловный диаметр, ммсКраны трехходовые
конструкции Главмос¬
строяпри прямом про¬
ходе1520 и более3.26,6при проходе с
поворотом1520 и более5.510.5Отводы под 90°15202532 и более1,5
1 .
0,5Утки гнутые152025 и более0,80,70,6Скобы гнутые2025321.50,80,6Грязевики—10Приложение 14Предельно допустимые скорости теплоносителя для различных
диаметров труб водяных систем отопленияУсловный диаметр
труб, ммМаксимально допу¬
стимая скорость, м/сУсловный диаметр
труб, ммМаксимально допу¬
стимая скорость, м/с100,3501,5150,5701.5200,65801.5250,81001.53211251,5401,5150 ,.1,5276Приложение 15Значения удельных скоростных давлений и приведенных коэффициентов тренияПЛ« ТП^ППГ»ЛПЛТ1Л1»						Диаметр труб, мм(м/с)л ]рп кг/м»Средние значения \/а, 1/мпри циркулядни водыусловный“унаружныйанвнутренний(кг/ч)2насосиойестественнойТрубы по ГОСТ 3262—62 йу^50 мм при значении Л-10410152025324050705070801001251501712,642521,315,769026,821,2125033,527,1200042,335,9350048414 65060537 80075,567,512800Трубыпо ГОСТ 10704—63 а57496 600767013 400898218 40010810027 60013312543 00015914961 0002.71.08
0,325
0,125
0,04
0,0235
0,0084
0,00311,150,2740,1450,06650,0270,01383.62.71.8
1,410,80,550,40,60,40,30,230,180,153,92,82,11,51,10,90,650,450,70,450,350,250,20,16ПоправкиНа рис. IV. 16, б (стр. 141) вертикальной линией ошибочно показан замыкаю¬
щий участок (схема правильно изображена на рис. IV. 10, а).На рис. У.16 (стр. 177) в правой крайней части значения (2 = 1200, /=1,2,
</=15 не нужны. Ниже вместо /=7,8 следует-читать 1—7.На рис. У111.8 (стр. 210) ошибочно показаны цифры 7 и 6.
ЛИТЕРАТУРА1.	Андреевский А. К. Отопление. Минск. «Вышэйшая школа», 1974.2.	Белинкин Е. А. Рациональные системы водяного отопления. М., Гос-
стройиздат, 1963.3.	Богословский В. Н. Строительная теплофизика. М., «Высшая
школа», 1970.4.	Белоусов В. В. и Михайлов Ф. С. Основы проектирования си¬
стем центрального отопления. М., Госстройиздат, 1962.5.	Гамбург П. Ю. Таблицы и примеры для расчета трубопроводовотопления и горячего водоснабжения. М., Госстройиздат, 1961.6.	Гусев В. М. Теплоснабжение и вентиляция. Л., Стройиздат, 1973.7.	Дроздов В. Ф. Конденсация на ограждениях и особенности расчета
теплопотерь ограждающими конструкциями. Сб. научн. трудов АКХ им.К. Д. Памфилова, 1949.8.	Д ю с к и н В. К. Тепловой и гидравлический режим систем водяногоотопления. Изд-во МКХ РСФСР, 1955.9.	Е р м о л а е в Н. С. Проблемы теплоснабжения и отопления многоэтаж¬
ных зданий. М., Стройиздат, 1949.10.	Каменев П. Н., Богословский В. Н. [и др.]1 Отопление и вен¬
тиляция. Ч. I. Отопление. М., Стройиздат, 1965.11.	Колпаков Г. В. Вопросы лучистого отопления. М., Госстройиз¬
дат, 1951.	|12.	Л и в ч а к И. Ф. Системы отопления с бетонными отопительными пане¬
лями. М., Госстройиздат, 1956.13.	Лоб а ев Б. Н. Расчет систем отопления. Киев, «Буд1вельник», 1956.14.	Максимов Г. А. Отопление и вентиляция. Ч. I. Отопление. М., «Выс¬
шая школа», 1964.15.	Михеев М. А. Основы теплопередачи. М., Госэнергоиздат, 1964.16.	Одельский Э. X. Теплотехнические и гидравлические расчеты совре¬
менных систем отопления зданий полносборочного строительства. Минск, «Вы¬
шэйшая школа», 1968.17.	Соколов В. С. Нестационарный теплообмен в строительстве. М., Проф-издат, 1953.18.	Сосни н Ю. П. Газовые отопительные и отопнтельно-варочные печ».М., Изд-во МКХ РСФСР, 1960.19.	Шорин С. Н. Теплопередача. М., Госстройиздат, 1952.20.	Ш а п о в а л о в И. С. Проектирование панельно-лучистого отопления.М., Стройиздат, 1966.21.	Щекин Р. В., Березовский В. А., Потапов В. А. Расчетсистем центрального отопления. Киев, «Вища школа», 1974.22.	Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устрой¬
ства в двух частях. Ч. I. Отопление, водопровод, канализация. М., Стройиз¬
дат, 1975.23.	Строительные нормы и правила СНиП П-А.6—72. Строительная климато¬
логия н геофизика.24.	Сроительные нормы я правила СНиП П-А.7—71. Строительная тепло¬
техника.25.	Строительные нормы и правила СНиП 11-Г.7—62. Отопление, вентиляцияи кондиционирование воздуха.26.	Указания по проектированию и монтажу систем центрального отопленияс конвекторами плинтусного типа СН 354—66.27.	Указадшя по проектированию и расчету радиаторных однотрубных системводяного отопления с нижней разводкой магистралей СН 419—70.ОГЛАВЛЕНИЕПредисловие			Введение		 ... .Глава I. Теплопередача через ограждения зданий	§ 1. Процессы теплообмена			§ 2. Выбор ограждающих конструкций	»	§ 3. Расчет тепловых потерь ограждениями помещений ...... .Частные случаи определения потерь тепла	; . .Добавки к основным теплопотерям		Удельная тепловая характеристика здания	Тепловой баланс помещения	«...Глава II. Водяное отопление		 .§ 4. Характеристика теплоносителя	§ 5. Центральные системы водяного отопления с естественной цирку¬
ляцией ... Г	§ 6. Насосные системы водяного отопления	Глава III. Нагревательные приборы систем центрального отопления . . .§ 7. Требования, предъявляемые к нагревательным приборам ....§ 8. Типы нагревательных приборов	§ 9. Расчет поверхности нагревательных приборов	§ 10. Особенности расчета поверхности нагрева приборов в однотруб¬
ных системах отопления	- .§ 11. Тепловой расчет элемента бетонной отопительной панели . . .
§ 12. Выбор типов нагревательных приборов, их размещение и уста¬
новка 	Глава IV. Гидравлический расчет трубопроводов водяных систем отопления§ 13. Основные положения расчета	§ 14. Методы гидравлического расчета трубопроводов	§ 15. Расчет трубопроводов водяной двухтрубной системы отопленияе естественной циркуляцией	§ 16. Квартирные системы отопления	§ 17. Расчет трубопроводов двухтрубных систем водяного отопления
с насосной циркуляцией 	§ 18. Расчет трубопроводов однотрубной системы водяного отопления
§ 19. Системы водяного отопления с попутным движением теплоно¬
сителя 	§ 20. Гидравлический расчет систем водяного отопления методом пе¬
ременных перепадов температур 	§ 21. Применение в расчете трубопроводов метода перемещения еди¬
ницы объема 	§ 22. Детали для устройства водяных систем отопления		 .Глава V. Паровые системы отопления	§ 23. Физико-технические свойства теплоносителя-пара	§ 24. Паровые системы отопления низкого давления		 .§ 25. Паровые системы отопления высокого давления	§ 26. Вакуум-паровое отопление			.§ 27. Детали устройства паровых систем отопления	§ 28. Расчет трубопроводов паровых систем отопления низкого дав¬
ления 		§ 29. Расчет трубопроводов паровых систем отопления высокого дав¬
ления 	Глава VI. Панельно-лучистое отопление	. Стр.34
7
7151528293436494950
61
656566
7282868889899296103110118127131140151161161162169171172176180182279
Стастроишкол.стемотоплтеплоК. Д.отоплИЫХ 3
!ТИЛЯ1)1дат, 1
1лями.11шая I
1
1менньшэйшIиздат1М., И
1М.,2
С
2систе2ства
дат, 1
2логия2тех ни2и кон
2с кон
2В0ДЯ1§ 30. Классификация систем лучистого отопления и гигиеническая ха¬
рактеристика их	183Л§ 31. Теплообмен в помещении-при панельно-лучистом отоплении . .184]§ 32. Методы расчета систем панельно-лучистого отопления	185'§ 33. Расчетные внутренние тепловые условия при панельно-лучистомотоплении	,	187^§ 34. Конструкции отопительных панелей и их расчет	190|§ 35. Упрощенный способ расчета панельно-лучистого отопления . . 19111
§ 36. Технико-экономическая характеристика панельно-лучистого отоп¬
ления 			15Глава VII. Воздушное отопление	15§ 37. Основы расчета генераторов те п л о воз ду итого отопления .... 197
§ 38. Конструктивные решения систем воздушного отопления и ме¬
тодика их расчета	1'.»Глава VIII. Печное отопление	2С§ 39. Классификация отопительных печей	§ 40. Основные конструктивные решения печей	207§ 41. Основные конструктивные' элементы печей	2121§ 42. Проектирование и расчет печного отопления	211®Глава IX. Электрическое отопление	22 \Глава X. Комбинированные системы отопления	Глава XI. Газовое отопление		23Глава XII. Регулирование систем отопления и устойчивость их работы . . 2411§ 43. Двухтрубные системы водяного отопления	 2421§ 44. Эксплуатационная гидравлическая характеристика системы отоп¬
ления 	 2451§ 45. Однотрубные системы отопления		 2481§ 46. Тепловая устойчивость водяных систем отопления	 2491§ 47. Регулирование водяных систем отопления	 249]§ 48. Влияние тепловой инерции здания на тепловой режим систем во¬
дяного отопления	25§ 49. Местное регулирование теплоотдачи нагревательных приборов . 25
§ 50. Гидравлическая характеристика регулировочного крана, установ¬
ленного на подводке к нагревательному прибору	25Глава XIII. Отопление сельскохозяйственных зданий и сооружений ... 26§ 51. Отопление животноводческих помещений	§ 52. Отопление птицеводческих помещений	26§ 53. Отопление культивационных сооружений для выращивания ово-щей	2о-1Приложения	,	2тЛитература			27!;0