Выбор и расчет отопительных приборов

При выборе вида и типов отопительных приборов учитывают ряд факторов: назначение, архитектурно-технологическую планировку и особенности теплового режима помещения, место и продолжительность пребывания людей, вид системы отопления, технико-экономические и санитарно-гигиенические показатели прибора.

2.5.1 Выбор отопительных приборов для трансформаторной подстанции. Так как данный завод является взрыво-пожароопасным объектом и в помещении трансформаторной подстанции предполагается размещение электротехнического оборудования, то система отопления принимается воздушная прямоточная, выполняющая также функцию вентиляции.

Воздух для отопления подается в помещение нагретым до такой температуры, чтобы в результате его смешения с внутренним воздухом и теплообмена с поверхностью ограждений поддерживалась заданная температура помещения.

Расход нагретого воздуха для отопления трансформаторной подстанции:

G_OT=Q_потр/с(t_г-t_в), [кг/ч]; (2.11)

где с – удельная теплоемкость воздуха, 1005 ; -температура нагретого воздуха, принимается 45°С.

G_OT=31842∙3600/1005(45-16)=3933,2 кг/ч.

Объем подаваемого воздуха:

L_OT= G_OT/ρ_г,[м³/ч]; (2.12)

где ρ_г – плотность нагретого воздуха, принимается 1,11 кг/м³

L_OT= 3933,2/1,11=3543,4м³/ч.

Для обеспечения отопления здания трансформаторной подстанции принимается отопительный агрегат АО2-4 опытно-экспериментального завода «Теплоагрегат» г. Глазов УР производительностью 4000 м³/ч, производительностью по теплу 35 кВт; мощностью электродвигателя 0,25 кВт в количестве 2 агрегатов (с учетом резервирования).

2.5.2 Выбор отопительных приборов для операторной и АБК. В качестве отопительных приборов для операторной выбраны регистры из гладких стальных труб в горизонтальной двухтрубной системе.

Общее выделение от подводящих и отводящих трубопроводов:

Q_Tр= Q_{Tр под}+Q_Tротв+Q_{ст под}+Q_стотв,[Вт]; (2.13)

где , - тепловыделение от подводящих и отводящих трубопроводов и стояков, Вт.

Тепловыделение от подводящих и отводящих трубопроводов:

Q_Tр= ∙d∙l∙k_тр(t_{теплонос}-t_в)b,[Вт]; (2.14)

где - наружный диаметр трубопровода, м; - длина трубопроводов, м; - коэффициент теплопередачи трубопровода, Вт/м² °С; -температура теплоносителя, °С; -температура воздуха в помещении, °С.

Q_{Tр под}=3,14∙0,048∙15,5∙108(95-18)=11907,2 Вт,

Q_Tротв=3,14∙0,048∙15,5∙108(70-18)=8041,2 Вт,

Q_{ст под}=3,14∙0,0268∙15,5∙5(95-18)=246,2 Вт,

Q_стотв=3,14∙0,0268∙15,5∙5(70-18)=166,3 Вт.

Суммарное тепловыделение от подводящих и отводящих трубопроводов составит:

Q_Tр=11907,2+8041,2+246,2+166,3=20360,9 Вт.

Расчетная теплоотдача приборов

Q_ос=159652,3-20360,9=139291,4 Вт.

Средняя температура теплоносителя нагревательного прибора для горизонтальной двухтрубной системы:

t_ср=0,5(t_вх+t_вых), [°С]; (2.15)

где , -температура теплоносителя на входе и выходе из прибора.

t_ср=0,5(95+70)=82,5°С.

Поверхность нагрева приборов:

,[м²]; (2.16)

где -коэффициент теплопередачи для регистров из гладких труб, 10,5 Вт/(м² °С); a -поправочный коэффициент, учитывающий место установки приборов (для отрытого проложения a =1).

м².

Площадь одного отопительного прибора:

F₁=F_пр/N_оп, [м²]; (2.17)

где N_оп - количество отопительных приборов.

F₁=205,6/8=25,7м².

Общая длина трубы для одного регистра:

l_общ=F₁/π∙d,[м]; (2.18)

где d -диаметр трубы, м.

l_общ=25,7/3,14∙0,133=61,5 м.

Число труб в одном регистре принимается равным4.

Длина труб одного регистра:

l_рег=l_общ/4,[м]; (2.19)

l_рег=61,5/4=7,7 м.

В результате проведенного расчета принимается 11 регистров по 4 трубы длиной 7,7 м.

В качестве отопительных приборов для здания АБК приняты чугунные секционные радиаторы М-140АО с вертикальной однотрубной системой разводки.

Тепловыделение от подводящих и отводящих трубопроводов составит:

Q_{Tр под}=3,14∙0,048∙14,5∙100(95-18)∙3=41779,6 Вт,

Q_Tротв=3,14∙0,048∙14,5∙100(70-18)∙3=28214,8 Вт,

Q_{ст под}=3,14∙0,0268∙14,5∙10(95-18)=1399,6 Вт,

Q_стотв=3,14∙0,0268∙14,5∙10(70-18)=945,2 Вт.

Суммарное тепловыделение от подводящих и отводящих трубопроводов составит:

Q_Tр=28214,8+41779,6+1399,6+945,2=72339,2 Вт.

Расчетная теплоотдача приборов составит:

Q_ос=183727,8-72339,2=111388,6 Вт.

Средняя температура теплоносителя в приборе:

t_ср=0,5(95+70)=82,5°С.

Разность температур при теплоносителе – воде:

Δ t_ср=t_ср-t_в,[°С]; (2.20)

Δ t_ср=82,5-18=64,5°С.

Расчетная плотность теплового потока:

, [Вт/м²]; (2.21)

где -номинальная плотность теплового потока, для чугунных радиаторов М-140АО составляет 595 Вт/м² [2]; -расход воды в приборе, 300кг/ч по заданию; n, p –показатели теплового потока, принимаются равными 0,3 и 0 соответственно.

= 595(64,5/70)^1+0,3∙(300/360)⁰=534,95 Вт/м².

Расчетная площадь приборов всего здания:

,[м²]; (2.22)

∑A_p=111388,7/534,95=208,2 м².

Расчетная площадь одного прибора:

A_p=∑A_p/n,[ м²]; (2.23)

где n –число приборов отопления

A_p=208,2/120=1,73м².

Число секций чугунных радиаторов

(2.24)

где a₁ -площадь одной секции, для радиаторов М-140АО составляет 0,254м²; -поправочный коэффициент, учитывающий способ установки радиатора в помещении (при открытой установке равен 1).

Поправочный коэффициент, учитывающий число секций в одном радиаторе рассчитывается по формуле

, (2.25)

β₃=0,97+0,06/1,73= 1

N=1,73/0,254=6,8.

В результате расчета принимается 120 радиаторов из 7 секций каждый во всем здании АБК.

Количество и типы отопительных приборов собраны в таблице 2.5.

Таблица 2.5 - Количество и тип отопительных приборов

Здания	Количество отопительных приборов	Тип отопительного прибора
АБК	120 радиаторов по 7секций	М-140АО
Операторная	8 регистров по 4 трубы	Труба гладкая d=0,133м
Трансформаторная подстанция №1	2 калорифера по 4000 м³/ч	АО2-4
Трансформаторная подстанция №2	2 калорифера по 4000 м³/ч	АО2-4