 |
Теоретичні відомості
|
|
|
|
ВИПРОБУВАННЯ СИСТЕМИ ВОДЯНОГО ОПАЛЕННЯ
6.1 Мета роботи: ознайомлення з особливостями експлуатації та методикою визначення теплових характеристик систем водяного опалення.
Теоретичні відомості
Одним з багатьох типів теплотехнічних систем, що найбільш широко використовуються в промисловості та інших галузях господарства, є системи водяного опалення. Ознайомленість інженера з цими системами, методикою визначення теплових характеристик, їх розрахунку і експлуатації є важливим елементом в загальному об’ємі інженерних знань.
Розрахунок потрібної теплової потужності систем водяного опалення для цивільних, промислових та інших приміщень здійснюється виходячи з основних тепловтрат в навколишнє середовище (крізь стіни, підлогу, перекриття, перерізи тощо) Q, які визначають із основного рівняння теплопередачі:
Q = S[ Fі (t1– t2)і/ Rі], Вт (6.1)
де Rі– термічний опір стін, вікон, інших елементів, що розділяють приміщення з зовнішнім середовищем, м2оС / Вт (Rі= 0,01…0,2);
Fі- теплопередаюча поверхня цих елементів, м2;
(t1 – t2)і- різниці температури всередині і зовні цих елементів, оС.
Додаткові тепловтрати визначають у кількості 5…500% до основних (двері, вікна, зима - літо, північ - південь, матеріали, що находять в приміщення тощо). При цьому попередньо визначають орієнтовне їх значення по укрупнених показниках, виходячи із норм витрат тепла на опалення 1 м3приміщення.
Нормативний розрахунок системи опалення здійснюється у відповідності до прийнятої схеми та обраних нагрівальних приладів. В ході розрахунку визначають F -потрібну поверхню нагріву приладів, Qпр- розрахункове теплове навантаження приладу та Pр - наявний перепад тиску.
|
|
|
Основною характеристикою нагрівальних приладів є еквівалентний квадратний метр (екм) - це поверхня приладу з тепловіддачею qе=0,5 кВт при різниці середньої температури теплоносія у приладі та повітря у приміщенні 64,5 оС за стандартних умов, тобто коли температури гарячої та охолодженої води в приладі відповідно дорівнює 95 та 70 °C, а температура повітря – 18 °C, витрати води - 17,4 кг / год (0,005 м3/с) і подачі теплоносія до приладу по схемі “згори вниз”.
Так наприклад, секція чавунного радіатора (ГОСТ 8690-88) моделіМ140 має поверхню 0,31 екм.
Потрібна поверхня нагріву приладів визначається з питомого теплового навантаження qе : F=(Qпр / a qе)×b1 b2, екм, (6.2)
де Qпр- загальне розрахункове теплове навантаження приладів, Вт;
b1, b2, a - коефіцієнти, що залежать від конструкції (численно дорівнюють 0,8...1,1).
При цьому qеобирають залежно від температурного напора dT у межах 0,3…0,6 Вт / екм. Для однотрубної системи водяного опалення
dT = (tг– t0) / 2 – tв, °C, (6.3)
де tг= 80…95 °C - температура гарячої води, що надходить у стояк;
t0- температура охолодженої води, що виходить зі стояка, °C,
tв– температура назовні приладу, °C.
Здебільшого приймають
tг– t0= Sdtпр , °C, (6.4)
де Sdtпр = 20…25 °C – сумарне зниження температури води на всіх приладах стояка.
З розрахункового теплового навантаження приладів визначається потрібна витрата води крізь стояк Gст:
Gст = Qпр / (tг - t0) C, кг/с, (6.5)
де C - теплоємність води, C = 4,2 кДж / кг°C.
Перевірку відповідності дійсної витрати води через стояк до потрібної виконують, використовуючи поняття наявного перепаду тиску Pр , Па.Для водяного опалення з природною циркуляцією наявним перепадом тиску є гравітаційний перепад від охолодження води у нагрівальних приладах:
Pр= eg (åq h) / Qпр, Па, (6.6)
де e= 0,65 (tг - t0), кг/м3 , – збільшення густини води при охолодженні на (tг - t0) °C;
åq h - сума добутків теплових навантажень нагрівальних приладів q, Вт, на висоту їх встановлення (від середини) над зворотнім трубопроводом (над котлом).
|
|
|
Сума втрат тиску в системі:
S(Rl+Z) = [ 1 + (l/ d) + Sx] v2r/ 2 (6.7)
де r= 971,8 кг/м3- густина води при t=80°C (приймається);
v = (Gст /r)/(pd2/4) - швидкість води, м/с;
d - діаметр труби стояка, м;
l - довжина розрахункових ділянок гладких труб, м;
l,x- коефіцієнти гідравлічного опору по довжині та місцеві - вибирають по довідкових даних [ 5 ], таблиця 52, 53:
l= 0,04 - опір по довжині на 1м труби;
x= 2... 10 – кран, засувка;
x= 2 - теплогенератор, ротаметр;
x= 1,5 - поворот;
x= 1,5 - приєднання радіатора, приєднання до гарячої магістралі при нижній розводці, приєднання до зворотньої магістралі.
|
|
|
