Отопительные приборы и предъявляемые к ним требования

Отопительные приборы - один из основных элементов систем водяного и парового отопления - предназначены для передачи тепла от теплоносителя в помещения зданий, в которых необходимо обеспечить требуемый температурный режим. Расчетный тепловой поток от теплоносителя Qт определяется путем составления теплового баланса для каждого отапливаемого помещения в зависимости от его назначения и режима эксплуатации с выявлением общей потребности помещения в тепле Qп. Этот тепловой поток определяет мощность отопительного прибора Qпр и называется тепловой нагрузкой прибора.

Отопительные приборы и предъявляемые к ним требования

Таким образом, в каждый момент времени для обеспечения заданной температуры помещения должно существовать равенство (предполагается, что прибор и теплоноситель в нем имеют малую тепловую инерцию) каждая составляющая которого достигает расчетных (предельных) значений при определенных метеорологических условиях.

Qт= Qпр= Qп;

При теплоносителе воде или другой среде, аккумулирующей тепло за счет теплоемкости, передача тепла в помещение сопровождается понижением ее температуры, при водяном паре - фазовым превращением (конденсацией) пара в воду без изменения температуры. В каждый отопительный прибор необходима подача теплоносителя в количестве.

Gвод= Qт/(с*(tвх-tвых));

или

Gпар=Qт/qк;

где с - массовая теплоемкость воды, кДж/(кг*К) [ккал/(кг °С)];

tвх, tвых - температура воды при входе в прибор и выходе из него;

qк - удельное тепло фазового превращения (конденсации) пара в воду при определенном давлении пара в приборе, кдж/кг (ккал/кг).

Массовый расход теплоносителя G, определяемый по формулам, в практических расчетах обычно приводится к часу времени (кг/ч).

К отопительным приборам, устанавливаемым непосредственно в обогреваемых помещениях, предъявляются разнообразные конструктивные и эксплуатационные требования. Эти требования могут быть сведены в следующие пять групп.

1. Теплотехнические требования передачи от теплоносителя в помещение наибольшего теплового потока через определенную площадь внешней поверхности прибора при прочих равных условиях (вид теплоносителя, температура теплоносителя и воздуха, место установки и т. д.). При этом для комфортности температурных условий одновременно должно обеспечиваться надлежащее обогревание рабочей зоны помещения.

Для выполнения этих требований приборы должны иметь коэффициент теплопередачи не менее 9-10 Вт/(м2 К) или 8-9 ккал/(ч м2 °С), учитывая, что для современных конструкций приборов он находится в пределах 4,5-17 Вт/(м2 К).

Совершенными в теплотехническом отношении считаются отопительные приборы, обладающие повышенным коэффициентом теплопередачи, для которых отношение так называемой эквивалентной площади нагревательной поверхности fэ, м2 энп, к физической площади внешней поверхности одного и того же элемента fф, м2, больше единицы.

2. Экономические требования, обусловливающие применение отопительных приборов, характеризующихся следующими показателями:

  • минимальной заводской стоимостью (во всяком случае, не превышающей стоимости наиболее распространенных приборов - в настоящее время чугунных и биметаллических радиаторов);
  • минимальным расходом металла (в радиаторных системах центрального отопления расход металла на приборы достигает 60-80% общей затраты металла на монтаж систем и 20% всего металла, расходуемого на сооружение зданий).

Расход металла на отопительные приборы оценивается показателем теплового напряжения металла прибора - отношением величины теплового потока при температурном напоре в 1° к массе металла прибора.

Обозначим массу металла прибора, передающего от теплоносителя в помещение тепловой поток Qпр, через Gм и выразим показатель теплового напряжения металла прибора:

M= Qпр/( Gм*Δt) Вт/(кг К);

где Δt - температурный напор.

Очевидно, что чем больше показатель M, тем более экономичным будет прибор по расходу металла. Увеличение этого показателя связано с уменьшением массы металла, израсходованного на прибор, без уменьшения его теплового потока.

Величина показателя М колеблется в настоящее время от 0,19(0,16) для чугунных отопительных приборов до 1,6 Вт/(кг К), или 1,4 ккал/(ч кг °С) для одиночной обетонированной стальной трубы. В таблице приведены средние значения теплового напряжения (массовой плотности теплового потока) металла для некоторых отопительных приборов.

3. Архитектурно-строительные требования - сокращение площади, занимаемой отопительными приборами, и обеспечение эстетически благоприятного их внешнего вида. Для выполнения этих требований приборы должны быть достаточно компактными, т. е. их строительные глубина и ширина, приходящиеся на единицу теплового потока, должны быть наименьшими. Эти условия в ряде случаев противоречат санитарно-гигиеническим требованиям.

4. Санитарно-гигиенические требования, предопределяющие создание приборов, обладающих следующими показателями:

  • наинизшей температурой внешней поверхности (при одной и той же температуре теплоносителя) во избежание разложения органической пыли;
  • гладкой поверхностью для уменьшения отложения пыли и облегчения ее очистки. Кроме того, должны обеспечиваться доступность и удобство очистки пространства внутри, за и под приборами.

Масса и тепловое напряжение металла некоторых отопительных приборов

Отопительный приборМасса металла GM, кгТепловое напряжение металла M
на 1000 Втна 1000 ккал/чВт, /(кг K)ккал/(ч кг ˚C)
Ребристые трубы в три ряда64,775,20,250,21
Радиаторы:
типа Н-13654,863,70,280,24
типа M-140-AO43500,360,31
Гладкая стальная труба dy=20 мм22,726,40,680,59
Панель бетонная подоконная при шаге труб 130 мм20,824,20,740,64
Конвекторы:
типа «Аккорд»17,2200,90,78
типа «Комфорт»12,214,21,271,09
Панель бетонная при шаге труб >300 мм11,713,61,321,14

5. Производственно-монтажные требования, отражающие необходимость повышения производительности труда при изготовлении и монтаже отопительных приборов. Конструкция их должна благоприятствовать массовому производству, допускать применение автоматизации производства и быть удобной в монтаже, т. е. должна иметь минимальное число мест соединений, приходящихся на единицу площади поверхности, и обеспечивать простое присоединение к трубам и крепление к ограждениям.

Приборы должны быть механически прочными, удобными для транспортирования, их стенки - температуроустойчивыми, паро- и водонепроницаемыми.

Всем перечисленным требованиям одновременно удовлетворить весьма трудно, и этим объясняется разнообразие видов и типов отопительных приборов. При этом каждый их тип в наибольшей степени отвечает какой-либо группе требований, уступая другому в отношении прочих требований. Например, отопительные приборы для лечебных учреждений отвечают повышенным санитарно-гигиеническим требованиям за счет ухудшения других показателей.

При дальнейшем рассмотрении отдельных видов отопительных приборов будем исходить из соответствия их перечисленным выше требованиям, а сравнивая их с приборами других видов, отмечать их основные преимущества и недостатки.


Похожие материалы:
Новые материалы:
Предыдущие материалы:

 

Вы можете добавить комментарий:


Поиск по сайту:
Чаще всего читают статьи:
Полезная информация:
Популярные статьи: