Предварительный расчет теплового контура напольного отопления

При определении количества тепла необходимо учитывать тот фактор, что наиболее комфортная температура на поверхности пола считается от +26 до +31°С. Температура пола в зонах, граничащих с окнами или дверью, может достигать +35°С, в ванных комнатах и бассейнах +33°С. Другим фактором, влияющим на расчет необходимого количества тепла, является покрытие пола, поэтому при расчете необходимо учитывать, что такие покрытия как паркет, ковровое покрытие, плитка и др. имеют различное термическое сопротивление.

Термическое сопротивление покрытия не должно превышать 0,15 м²К/Вт. В противном случае покрытие будет играть роль теплоизолирующего слоя.

При определении шага раскладки труб необходимо учесть, чтобы разница температуры на поверхности пола не превышала 5°С в соответствии с условиями комфортности.

При проектировании системы напольного отопления необходимо учитывать, что максимальная температура теплоносителя на входе в систему не должна превышать +55°С. Оптимальное падение температуры теплоносителя после прохождения греющего контура составляет 10°С. Рекомендуемые температуры теплоносителя на входе и выходе системы t_z/t_p-55/45°С, 50/40°С, 45/35°С, 40/30°С.

Определение плотности теплового потока на 1 м² теплого поля. q = Q / F

где: Q - суммарные теплопотери помещения, (Вт); F - площадь пола, (м²); q - плотность теплового потока, (Вт/м²).

Исходя из плотности теплового потока на 1 м²(q), определяемого по формуле (1), температуры в помещении (t_i) и требуемой температуры поверхности пола (t_f), подбираем рекомендуемую разность температур теплоносителя (t_s) и необходимый шаг раскладки трубы (b) (по табл. 5.1- 5.4). Затем по формулам (2) и (3) находим необходимый расход воды через систему напольного отопления и длину укладываемой трубы.

Необходимый расход воды через систему напольного отопления:

Длина укладываемой трубы: L= F / b

где: G - расход воды, (л/час); t_z - температура на входе в систему, (°С); t_p - температура на выходе из системы, (°С);
b - шаг раскладки трубы, (м); F - площадь пола, (м²).

26) Гидравлический расчет систем напольного отопления.

Выполняя гидравлический расчет контуров, принимаем за исходные Расчетные теплопотери помещения Q₄, Вт, Материал покрытия пола и Площадь пола, выделенная для контура напольного отопления F_t, м².

Выполняю предварительный расчет необходимой длины трубопроводов:

L = F_t /b, м.п.

Вычисляю расчетный расход теплоносителя через каждый контур:

G = 0,86 *Q_t /Δt = 0,86 * Q_t /(45-35) = 0,086 * Q_t.

По номограмме приложения «Б» определяю значения удельной потери давления на трение R, Па/м.

Использую трубы d16 x 2мм

Определяю гидравлическое сопротивление контуров: ΔP_t = 1,3 * L * R, Па.

Результаты расчета контуров напольного отопления заносим в Таблицу

27) Рекомендуемая последовательность конструирования и расчета систем напольного отопления.

Устройство водообогреваемых полов выполняют следующим образом. На ровное основание пола (черный пол) укладывают гидро- и теплоизолирующий слои, а сверху - трубы для подачи горячей воды. Их заливают бетонной стяжкой с пластификатором, поверх которой настилают покрытие чистого пола. В качестве покрытия пола может применяться: керамическая плитка, синтетические рулонные материалы, ковровое покрытие и др.

Трубы укладывают в виде змеевика той или иной конфигурации. Необходимые параметры системы определяют на основании теплотехнических расчетов, а температуру регулируют с помощью автоматических электронных регуляторов ГЕРЦ или термостатов прямого действия, получающих команды от датчиков подаваемой воды и температуры воздуха в помещении.

Подводящие и отводящие трубы контуров и вся арматура выводятся в распределительный шкаф.

Для водообогреваемых полов применяются металлополимерные трубы ГЕРЦ диаметром d 16 х 2 мм, d 18 х 2 мм, d 20 х 2 мм.

Различают два способа укладки труб в греющем контуре: зигзагообразный и с двойной проводкой. Контур с двойной проводкой отличается более равномерным распределением температуры на поверхности пола. Вблизи наружных стен помещений в зонах максимальных теплопотерь целесообразно либо уменьшать шаг укладки труб, либо применять отдельный греющий контур.

Расстояние между соседними трубами греющего контура (шаг укладки труб) следует принимать равным от 0,10 до 0,35 м. Расстояние от наружных стен до труб греющего контура должно быть равно шагу укладки труб.

Среднюю температуру пола помещений следует принимать не выше:

- с постоянным пребывание людей 26 ⁰C;

- с временным пребыванием людей и для обходных дорожек крытых плавательных бассейнов 31 ⁰C;

- для детских дошкольных учреждений 23 ⁰С.

Рекомендуемые температуры теплоносителя составляют: 55 - 45 ⁰С; 50 - 40 ⁰С; 45 - 35 ⁰С; 40 - 30 ⁰С.

В контуре допускается потеря давления до 20 КПа. Поэтому общую длину труб контура следует принимать не более 100 м, а одним контуром обогревают, как правило, не более 20-40 м² площади пола с максимальным размером стороны 8 м.

Для отопления больших помещений используют несколько контуров.

В помещениях требуется поддерживать расчетную температуру воздуха

tр= 20 - для угловых помещений и tр= 18 - для остальных помещений.

Принимаем максимальную расчетную температуру поверхности пола в помещениях 26 ⁰C.

Необходимо принять расчетные температуры теплоносителя.

находим удельную теплоотдачу каждого контура: q = Q₄/F, Вт/м²

Q₄ – расчетные суммарные потери теплоты отапливаемого помещения, Вт.

1. По номограмме приложения Д1 определяю требуемую температуру пола для найденной теплоотдачи

2. принимаю шаг укладки труб

3.Определяю требуемую среднюю расчетную температуру теплоносителя:

t_ср. = [(t_г + t_о)/2] = Δ t_ср. + t_р

Расчетная величина удельной теплоотдачи контура «Б» составляет

q = 68 Вт/м².

4. Определяю расчетную теплоотдачу контура Q = q * F_t,Вт, и если требуется устанавливаем дополнительно конвективное отопление с тепловой нагрузкой Q₁ = Q₄ - Q Вт.

5. Выполняем Гидравлический расчет контуров напольного отопления

Выполняю предварительный расчет необходимой длины трубопроводов:

L = F_t /b, м.п.

Вычисляю расчетный расход теплоносителя через каждый контур:

G = 0,86 *Q_t /Δt = 0,86 * Q_t /(45-35) = 0,086 * Q_t.

По номограмме приложения «Б» определяю значения удельной потери давления на трение R, Па/м.

Использую трубы d16 x 2мм

Определяю гидравлическое сопротивление контуров: ΔP_t = 1,3 * (L+L_подв) * R Па,

28) Однотрубные вертикальные системы водяного отопления с верхней разводкой магистральных теплопроводов проточные и с двухходовыми термостатическими клапанами.

Вертикальная однотрубная система отопления с верхней разводкой (подающая магистраль находиться выше приборов отопления, обратная ниже.) Данная схема получила свое распространение в многоэтажных зданиях, имеющих 4-9 этажей и более.

Данная схема изначально выполнялась с двухсторонним подсоединением отопительных приборов, затем начали применять стояки с односторонним подключением, Узлы подключения отопительных приборов делались проточными, с замыкающим участком, и проточно-регулируемые узлы. Причем сам замыкающий участок мог быть осевым (ось замыкающего участка совпадала с осью стояка отопления), так и смещенным относительно оси. Использование смещенных замыкающих участков предпочтительней, так как они позволяют обеспечить компенсацию теплового удлинения труб стояка, а так же увеличить возможный расход воды, проходящей через нагревательный прибор.

29) Однотрубные вертикальные системы водяного отопления с верхней разводкой магистральных теплопроводов проточные и с трехходовыми термостатическими клапанами.

Вертикальная однотрубная система отопления с верхней разводкой (подающая магистраль находиться выше приборов отопления, обратная ниже.) Данная схема получила свое распространение в многоэтажных зданиях, имеющих 4-9 этажей и более.

Данная схема изначально выполнялась с двухсторонним подсоединением отопительных приборов, затем начали применять стояки с односторонним подключением, Узлы подключения отопительных приборов делались проточными, с замыкающим участком, и проточно-регулируемые узлы. Причем сам замыкающий участок мог быть осевым (ось замыкающего участка совпадала с осью стояка отопления), так и смещенным относительно оси. Использование смещенных замыкающих участков предпочтительней, так как они позволяют обеспечить компенсацию теплового удлинения труб стояка, а так же увеличить возможный расход воды, проходящей через нагревательный прибор.

30) Однотрубные вертикальные системы водяного отопления с нижней разводкой магистральных теплопроводов. Бифилярные системы отопления.

Вертикальная однотрубная система отопления с нижней разводкой (подающая и обратная магистраль Т1 и Т2 расположены ниже приборов отопления) получила свое распространение в 60 годах по причине массового строительства бесчердачных зданий. Данная система представляет собой П-образные стояки, каждый из которой имеет восходящую и нисходящую часть. В системе данного типа применялись проточные узлы Рис 5 (стояк 3), узлы с замыкающим участком Рис 5 (стояки 4,5), и проточно-регулируемые узлы Рис 5 (стояк 1,2).

При одностороннем подключении приборов к П-образному стояку, их подключали к обратной (нисходящей части стояка). Для выпуска воздуха в верхних точках стояков, либо в пробках верхних радиаторов устанавливали воздушные краны. В стояках с двухсторонним подключением нагревательных приборов и смещенным замыкающим участком (стояк 4) наблюдается уменьшение затекания воды в приборы, при движении воды снизу вверх, поэтому предпочтительной была схема с односторонним присоединением приборов к трубопроводам стояк 5, а так же система с проточно-регулируемыми узлами (стояки 1,2).

Однотрубные системы отопления с нижней разводкой применяются в бесчердачных многоэтажных (3-7 этажей и более), зданиях, в которых имеются подвальные помещения, или технические подполья.

Рис 5 Схема вертикальной однотрубной системы отопления с нижней разводкой, тупиковым движением теплоносителя

(1) Стояк с односторонним подключением приборов и проточно-регулируемыми узлами.

(2) Стояк с двухсторонним подключением приборов и проточно-регулируемыми узлами.

(3) Проточный стояк с односторонним подключением приборов.

(4) Стояк с двухсторонним подключением приборов и смещенным замыкающим участком.

(5) Стояк с односторонним подключением приборов и смещенным замыкающим участком.

(стрелками указано направление движения теплоносителя)

1-теплоснабжение от местной кательной. 2 и 3 теплотрасса от ТЭЦ к отапливаемому зданию

4- теплообменник 5- циркуляционный насос системы отопления 6- расширительный бак открытого типа

7- трубопровод расширительного бака. 8 и 9- подающая магистраль (Т1) и обратная магистраль (Т2)

10- стояки системы отопления 11- отопительные приборы 12- трехходовой термостатический клапан.

13- термостатический клапан (проходной).

В зависимости от схемы соединения труб с отопительными приборами системы бывают:

• бифилярные с последовательным соединением сначала всех первых половин приборов, затем для течения воды в обратном направлении всех вторых половин.

БИФИЛЯРНАЯ СИСТЕМА ОТОПЛЕНИЯ— установка водяного отопления с. отопительными приборами в стояках и ветвях, раздел. на 2 равные части ("а" и "б"), последовательно соедин. 1 трубой (сначала все части "а", затем все части "б"). Теплоноситель (вода) в частях каждого отопит, прибора движется в противоположных направлениях с разл. темп-рой, что создает равенство среднеарифметич. темп-ры теплоносителя во всех отопит, приборах системы. Бифилярная система отопления по гидравлич. связи частей отопит, приборов (последоват. соединение) относится к однотрубным системам водяного отопления, а по условиям теплопередачи приборов — к двухтрубным системам отопления.

Схемы бифилярной системы отопления с вертик. стояками и горизонт. ветвями аналогичны схемам однотрубной системы. В вертик. Б.со. устраиваются, как в однотрубной системе с нижней разводкой, П-образныс стояки. По такой схеме до конца 80-х гг. устраивалось папельно-лучистое отопление отд. типов крушюпаи. жилых зданий, где использо-пались трубчатые нагреват. элементы, встроенные вместе со стояками во внутр. бетонный слой наружных стеновых панелей. При этом нагреват. элементы каждого помещения делились на 2 змеевика, а каждый змеевик отд. присоединялся к восходящей и нисходящей частям стояка. В горизонтальных двухтопочных системах отопления применяются трубчатые отопительные приборы — конвекторы, трубы отопительные (ребристые и гладкие), бетонные радиаторы приставного типа, стальные и чугунные радиаторы — только при двухрядной установке. В горизонт, системе, как и в однотрубной с. проточными приборными узлами отопления, невозможно индивид, количеств, регулирование теплоотдачи отд. отопит, приборов, поэтому проводится регулирование сразу всей цепочки приборов или каждого прибора "по воздуху", если устанавливаются конвекторы с. воздушным клапаном (напр., типа "Универсал"). Б.со. с. горизонт. пофасадными ветвями наиболее часто используется в производств, и с.-х. зданиях.

31) Двухтрубные вертикальные системы водяного отопления.

Двухтрубная система отопления (предпочтительна, эффективна) предполагает параллельно одновременную раздачу тепла каждому радиатору по стояку по одной трубе и слив теплоносителя из каждого радиатора в другую трубу, расположенную рядом.

Двухтрубная система позволяет достаточно легко и дешево осуществить поквартирный учет потребленной тепловой энергии. К сожалению, такие системы крайне редко встречаются в многоэтажных домах.

Схем и систем подключения может быть множество, но в основном используются только эти.

Состав:

• Тепловой пункт
• Магистрали
• Отдельные стояки и ветви
• Отопительные приборы

Схемы подключения:

Независимая (открытая) схема подключения — схема присоединения системы теплопотребления к тепловой сети, при которой теплоноситель (перегретая вода), поступающий из тепловой сети, проходит через теплообменник, установленный на тепловом пункте потребителя, где нагревает вторичный теплоноситель, используемый в дальнейшем в системе теплопотребления.

В открытых системах теплоснабжения, сетевая вода, циркулирующая в трубопроводах тепловой сети дома, используется не только как теплоноситель и может частично отбираться потребителем из тепловой сети дома.

Зависимая (закрытая) схема подключения — схема присоединения системы теплопотребления к тепловой сети, при которой теплоноситель (вода) из тепловой сети поступает непосредственно в систему теплопотребления.

В закрытых системах теплоснабжения, сетевая вода, циркулирующая в трубопроводах тепловой сети дома, используется только как теплоноситель(потребителем из тепловой сети не отбирается). В закрытых системах теплоснабжения, сетевой водой в теплообменных аппаратах осуществляется нагрев холодной водопроводной воды. Затем нагретая вода, по внутреннему водопроводу, подается к водоразборным приборам жилых, общественных и промышленных зданий.

32) Трехтрубные системы водяного отопления.

Могут использоваться только в автоматическом виде и представляются удобными в следующем случае:

1)Зонное отопление или отопление больших помещений

2)реконструкция существующих работоспособных однотрубных горизонтальных систем с целью их индивидуальной автоматизации.

Т1 →P1, Тг

Т2→P2, Т0

Т2*→P1, Т0

P1* P2=H(напор насоса)

В данной системе реализуется принцип качественного регулирования в отличие от принципа количественного регулирования в однотрубных системах. Здесь с помощью регулятора 4 и 5 для поддержания заданной температуры воздуха и теплоносителя напольного отопления.Расход через отопительную систему не меняется.1-котёл или теплообменник, 2-насос с постоянной характеристикой,3- трёхходовой смесительный клапан с равнопроцентной характеристикой.

5-регулятор прямого действия с выносным датчиком.

33) Двухтрубные зонные системы водяного отопления.

Индивидуальное (зональное) регулирование систем водяного теплого пола

- индивидуальная покомнатная (для каждого помещения). Для автоматического поддержания заданной температуры воздуха в помещении. Таким образом, температура в помещении является задаваемой и контролируемой величиной, а температура пола – зависимой и управляемой величиной.

- индивидуальная (зональная) с датчиком в пол. Для автоматического поддержания заданной температуры пола, т.е. температура пола – задаваемая и контролируемая величина, а температура в помещении зависимая величина. Применяется на объектах, где более важна не температура в помещении, а постоянная температура пола (сауны, бассейны, аквапарки и т.п.).

На термостате задается температура. При достижении заданной температуры термостат выдает сигнал на исполнительный механизм (сервомотор), который закрывает соответствующий контур теплого пола. Если температура ниже установленной, то сервомотор открывает контур по соответствующему сигналу термостата.

34) Системы водяного отопления с "опрокинутой циркуляцией".

Вертикальная однотрубная система с опрокинутой циркуляцией воды (обратная магистраль Т2 находиться выше приборов, подающая Т1 ниже). Данный тип системы отопления получил распространение с середины 60-ых годов, в зданиях с большим числом этажей (10 этажей и более). Типы стояков применяемых в таких системах приведены на рисунке 6. В данных системах стояки с осевым замыкающим участком не применяли, а использовали проточные стояки (стояк Б) со смещенным замыкающим участком (стояк В), а так же стояки с проточно-регулируемыми узлами (стояк А).

Хотелось бы отметить, что для большинства вертикальных однотрубных систем водяного отопления характерно одностороннее присоединение отопительных приборов к стоякам. Не смотря на то, что увеличивается количество стояков, и расход труб, зато появляется возможность уменьшить их диаметр и унифицировать приборные узлы.

Дата добавления: 2015-07-17