Расчет воздушного отопления

Сначала определяют расход теплоты на нагрев воздуха внутри помещения. Для помещений без выделений вредных веществ или при их концентрации, не превышающей ПДК, расход теплоты.

где (/" — часовой объем нагреваемого воздуха, м³/ч; с —удельная теплоемкость воздуха: с= 1 кДж/(кг °С); р_к — плотность воздуха при его температуре, достигнутой после прохождения калорифера, кг/м³; /_к — температура выходящего из калорифера воздуха, *С: /_к = /" + (5…8) *С; t_B — расчетная температура внутреннего воздуха.

Для помещений, в которых концентрация вредных веществ превышает ПДК или выделяется значительное количество водяных паров,

где G_H — часовой объем наружного нагреваемого воздуха, м³/ч; р_в — плотность воздуха помещения при его расчетной температуре /" (если в помещении имеются источники выделения теплоты, то /" снижают на 5…8 *С); f" — температура наружного воздуха на входе в калорифер, ^#С: для районов с температурой наиболее холодной пятидневки -10 *С и ниже величину /" принимают равной расчетной отопительной температуре, для остальных районов /_н принимают равной расчетной зимней вентиляционной температуре.

Для помещений, в которых выделяются вредные вещества или водяные пары при частичной рециркуляции воздуха,.

где G_p — часовой объем рециркуляционного воздуха, м³/ч.

Задавая массовую скорость воздуха в экономически выгодных пределах, предварительно определяют живое сечение калориферной установки, м²:

где v_M — массовая скорость воздуха, кг/(м² • с): для паровых калориферов 3… 7 кг/(м² • с); для водяных — 7… 10 кг/(м² • с).

Затем по расчетной площади живого сечения и техническим данным подбирают модель и номер калорифера (табл. 44 приложения). Калориферы КВП, К4ПП — одноходовые, пластинчатые; КОСО, КФБО —спирально-навивные, оребренные. Калориферы КФСО, КФБО имеют зигзагообразное расположение трубок, что увеличивает коэффициент теплопередачи по сравнению с калориферами КФС с коридорным расположением трубок. Цифра в марке означает число рядов трубок по ходу движения воздуха.

Для выбранного калорифера рассчитывают массовую скорость воздуха, кг/м² • с),

где /уф — фактическое живое сечение выбранных калориферов, м².

Скорость движения теплоносителя в трубках калорифера, м/с,

где р_т — плотность теплоносителя, кг/м³: плотность воды определяют по рисунку.

8.1, для пара с температурой 120 *С р_п = 2,775 кг/м³; Cj — массовая теплоемкость теплоносителя: для воды с_в = 4,19кДж/(кг*С), для пара с_п = 2120кДж/(кг ^вС); /_т — площадь живого сечения трубок калорифера по теплоносителю, м²; At— разность температур теплоносителя на входе в калорифер и выходе из него, *С: для водяных калориферов Л/=20°С, для паровых калориферов — 15…20'С.

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

Расчетная поверхность нагрева калориферов, м²,.

где Kj — коэффициент теплопередачи, Вт/(м² • К); значения находят по формулам, приведенным в таблице 45 приложения; Т_ср1 = 0,5(Т_г + Т₀) — средняя температура теплоносителя, К; Т_г, Т₀ — температура воды соответственно на входе в калорифер и выходе из него (если теплоноситель — пар, то среднюю температуру его принимают равной температуре насыщения при соответствующем давлении пара, при давлении пара до 0,13 МПа допускается принимать Г_ср._т = 373 К; Го" = 0,5(7;+7_Н) — средняя температура воздуха, К; Т_к,

Рис. 8.1. Зависимость плотности чистой воды от температуры

Т_н — температура воздуха соответственно на выходе из калорифера и входе в него, К.

Давление пара /?_изб принимают в зависимости от протяженности паропровода, соединяющего котел с наиболее удаленным калорифером, из следующих значений:

Число устанавливаемых калориферов.

где F_KT — табличное значение площади поверхности нагрева одного калорифера выбранной модели, м² (табл. 44 приложения).

Сопротивление калориферов Н_к проходу воздуха находят по формулам, приведенным в таблице 45 приложения и принимают с запасом в 10%.

Пример. В мастерской по ремонту электрооборудования требуемый воздухообмен по условию снижения концентрации вредных веществ до ПДК составляет 12 480м³/ч. Определить необходимое для отопления здания число устанавливаемых калориферов, если расчетная температура внутреннего воздуха составляет 20 °C. Теплоноситель — вода.

Решение. Расход теплоты на нагрев воздуха внутри помещения.

где р_к = 353/(273 + 20) = 1,205 кг/м³ — плотность воздуха при температуре t_K = = 20*С, достигнутой после прохождения калорифера; /_н = -29 *С — температура наружного воздуха на входе в калорифер (для Ульяновска, см. табл. 34 приложения).

Принимая для водяных калориферов массовую скорость воздуха v_M = 8 кг/(м² • с), определим живое сечение калориферной установки.

По таблице 44 приложения выберем калорифер КВБ-10 с площадью живого сечения по воздуху = 0,558 м². Для выбранного калорифера массовая скорость воздуха.

Скорость движения воды в трубках калорифера.

где р" = 975 кг/м³ при температуре 75 'С (см. рис. 81);/, = 0,0107 — площадь живого сечения трубок калорифера по теплоносителю, м² (табл. 44 приложения).

Коэффициент теплопередачи калорифера рассчитаем по формуле, приведенной в таблице 45 приложения:

Принимая Гср. тГ,*., = 46 К, определим расчетную поверхность нагрева калориферов, м²:

Число устанавливаемых калориферов.

где F_KT = 47,8 м² — площадь поверхности нагрева одного калорифера выбранной модели по таблице 44 приложения.

Сопротивление калориферов проходу воздуха найдем по формулам, приведенным в таблице 45 приложения:

С учетом коэффициента запаса &,= 1,1 окончательно принимаем.