Топлинни характеристики (коефициент на топлопреминаване, плътност на топлинния поток), термични
Технически данни на нагревателите
Коефициент на топлопреминаване на нагревателя
Топлинният поток от охлаждащата течност - вода или пара - се прехвърля в помещението през стената на нагревателя. Интензивността на топлообмена се характеризира с коефициента на топлопреминаване kpr, който изразява плътността на топлинния поток върху външната повърхност на стената, отнесена към температурната разлика между охлаждащата течност и въздуха, отделени от стената. Терминът "плътност" в този случай се прилага за топлинния поток, предаван през единицата площ на външната повърхност на нагревателя.
Коефициентът на топлопреминаване на устройството kpr, W / (m a - ° С), е числено равен на стойността, реципрочна на съпротивлението Rpr за пренос на топлина от охлаждащата течност през стената на устройството към помещението:
Стойността на Rpr се състои от съпротивлението на пренос на топлина Rv върху вътрешната повърхност на стената на устройството, топлинното съпротивление на стената Rst и съпротивлението на пренос на топлинаR n навъншната повърхност на устройството Apr:
Процесът на пренос на топлина от охлаждащата течност към помещението се извършва: от охлаждащата течност към стената на устройството - чрез конвекция и топлопроводимост, през стената - само чрез топлопроводимост и от стената в помещението - чрез конвекция, излъчване и топлопроводимост. В сложния случай на пренос на топлина конвекцията е основното явление в повечето случаи.
Коефициентът на конвективен топлопренос във въздушния слой (отвън) е много по-малък, отколкото във водния или парния слой (вътре в устройството), следователно съпротивлението на външен топлопренос Rn за нагревателя е сравнително голямо. Следователно, за да се увеличи топлинният потоке необходимо да се развие външната повърхност на нагревателя. В устройствата това се прави чрез създаване на специални издатини, приливи и перки. Това обаче намалява коефициента на топлопреминаване.
Разгледайте условията на израз (4.7), приложени към нагревател с малко развита външна повърхностApr в сравнение с вътрешната повърхност Av.
Съпротивлението на топлопредаване на вътрешната повърхност, отнесено към площта на външната повърхност на устройството, т.е. към изчисления метър (съотношението на площите еApr / Av ) "е
Rv = (4,8)
Коефициентът на топлопреминаване на вътрешната повърхност на устройството αv варира в широк диапазон в зависимост от
от вида на охлаждащата течност: достига най-високите си стойности с пара, с вода стойността му зависи главно от скоростта на движение на водата и нейната температура.
Термичното съпротивление на стената на нагревател от чугун и стомана, без да се вземат предвид замърсяването, оцветяването и специалното оребряване на външната му повърхност е
Rst = (4,9)
Термичното съпротивление на стената, заедно с устойчивостта на пренос на топлина върху вътрешната повърхност на стената, причиняват намаляване на температурата на външната повърхност на устройствата в сравнение с температурата на охлаждащата течност. От фиг. 4.14 може да се види, че в средната част на чугунения секционен радиатор температурата на повърхността се различава от температурата на охлаждащата течност с най-малко 7–8 ° C.
Съпротивлението на топлопредаване на външната повърхност на устройството се определя от формулата
Където αH е коефициентът на топлопреминаване на външната повърхност, αH= αK+ αL (конвективен и лъчист топлопренос)
Плътност на топлинния поток на нагревателя
В зависимост от стойността на коефтоплообмен и размерите на нагревателя, общият му топлинен поток се променя. Стойността на общия топлинен поток се определя от неговата повърхностна плътност, т.е. стойността на специфичния топлинен поток, пренесен от охлаждащата течност през 1 m 2 от площта на устройството към околната среда.
Номиналната плътност на топлинния поток qnom, W / m 2, се получава за стандартни условия на работа на устройството във водна отоплителна система, когато средната температурна разлика, както вече е известно, е ∆tCP = 70 ° C и дебитът на охлаждащата вода в устройството е 360 kg / h (0,1 kg / s).
При тези стандартни условия относителният воден поток в устройството е G=1,0. Стандартната температурна разлика с охлаждащата вода, избрана като изчислена за сравняване на топлинните характеристики на отоплителните уреди: ∆tСР = 0,5 (105-1-70) - 18 = 70 0 С,
когато температурата на водата, влизаща в апарата, е tIN=105°С, температурата на водата, излизаща от апарата, е tOUT=70 0 С, а температурата на въздуха в помещението е tin=18 e С.
Ето стойностите на номиналната плътност на топлинния поток qnom W / m 2, някои видове отоплителни уреди (според Изследователския институт по санитарно инженерство):
за чугунени секционни радиатори тип MS-90-108 790
» » стоманен панел тип RSV. . . 730
"" чугунен профил тип M-140AO 595
"" конвектори с корпус тип "Универсал-20". . 357
"" чугунени оребрени тръби. 388
Вижда се значително топлинно предимство на радиаторите в сравнение с конвекторите.
Ако номиналният топлинен поток на устройството е известен (като се вземе предвид схемата на свързването му към тръбите), тогава изчислената плътност на топлинния поток qpr, W / m 2, при специфични условия на неговата работа в отоплителната система ще бъде:
за охлаждаща пара при дадена температурна разлика ∆t n:
qp= qnom
дължина на охлаждащата течноствода при дадена температурна разлика A / cf и воден поток Odef
qp= qnom
Стойностите на експерименталните числени показатели n и p са дадени в справочната литература.
Топлинно изчисляване на отоплителни уреди
Топлинното изчисляване на устройствата се състои в определяне на площта на външната нагревателна повърхност на всяко устройство, което осигурява необходимия топлинен поток от охлаждащата течност към помещението. Изчислението се извършва при температура на охлаждащата течност, зададена за условията за избор на топлинна мощност на устройствата. За парна охлаждаща течност това е температурата на наситената пара при дадено налягане в устройството. За водна охлаждаща течност това е максималната средна температура на водата в устройството, свързана с нейната консумация.
Топлинната мощност на устройството, т.е. неговият изчислен топлопренос Qpr, се определя, както знаете, от топлинната нужда на помещението минус топлопреминаването на топлинните тръби, положени в тази стая. Площта на топлоотделящата повърхност зависи от приетия тип устройство, местоположението му в помещението и схемата на свързване към тръбите. Тези фактори се отразяват в стойността на повърхностната плътност на топлинния поток на устройството.
Ако повърхностната плътност на топлинния поток на устройството qpr, W / m 2, е известна, тогава топлопредаването на нагревателя Qpr, W, трябва да бъде пропорционално на площта на неговата нагревателна повърхност
Следователно изчислената площ на AR, m 2, на нагревателя, независимо от вида на охлаждащата течност
където Qpr е необходимият топлопренос на устройството към разглежданата стая:
Qp - топлинна потребност на помещението, W; Qtr - общ топлопренос на отопляеми щрангови тръби, положени в помещенията
(клонове) и входове, към които устройството е директно прикрепено, както и
транзитен топлопровод, ако има такъв в помещението; βtr —корекционен коефициент, който отчита дела на преноса на топлина от топлопроводи, който е полезен за поддържане на зададената температура на въздуха в помещението; βtr е при полагане
otzhrgtoy - 0,9, скрит в сляпа бразда на стената - 0,5, вграден в тежък бетон - 1,8 (увеличаване на топлопреминаването
поради увеличаване на площта на топлоотделящата повърхност).
Топлопредаването на топлинните тръби може да се определи приблизително по формулата
като се използват таблици в референтната литература, където са дадени стойностите на qВи qГ - топлопредаване на 1 m вертикално и хоризонтално положени тръби, W / m, въз основа на техния диаметър и температурна разлика (tТ - tg); lB, lG - дължината на вертикалните и хоризонталните топлопроводи в помещенията, m.
Дължината на чугунените секционни радиатори зависи от броя на секциите, съставляващи устройствата.
Броят на секциите на чугунените радиатори се определя по формулата
N=
къдетоa1е площта на една секция, m 2, от типа радиатор, приет за монтаж в помещението; β4 е корекционен коефициент, който отчита начина, по който радиаторът е монтиран в помещението; при открит монтаж β 4=1,0; когато се монтира с декоративна решетка, трябва да се осигури β 4 = 1,0 при Ap = 2,0 m 2); за радиатори тип M-140 се изчислява по формулата
За типове радиатори с площ на една секция от 0,25 m 2 (включително за референтен радиатор), коефициентът β h се определя по формулата
Дължината на стоманените панелни радиатори се определя от размерите на произвежданите марки, а не се получава в резултат на набор от стандартни елементи, както при изчисляването на секционните радиатори. За да се увеличи площта на устройството, ако е необходимо, отделните марки панелни радиатори могат да бъдат комбинирани в блокове, които включват два паралелни панела.
Ако панел е предназначен за монтажтип радиатор RSV или RSG с определена площ Rb m 2, след това броят на такива радиатори, поставени открито в стаята,
Дължината на конвекторите с корпус също се определя от размерите на произвежданите напълно готови устройства. Броят на елементите на конвектори без корпус или оребрени тръби в етаж вертикално и в ред хоризонтално се определя по формулата
къдетоnе броят на нивата и редовете от елементи, които изграждат устройството; a1 е площта на един елемент от конвектора или една оребрена тръба с приетата дължина, m 2.
Дължината на отоплителната тръба в слой или в ред на устройство с гладка тръба ще бъде
където β4 е корекционен коефициент, който отчита наличието на декоративно покритие на тръбата [виж. обяснение към формула (4.30)];n- броят на нивата или редиците от нагревателни тръби, които съставят устройството;а1- площ от 1 m отворена хоризонтална тръба с приет диаметър,
Регулиране на топлоотдаването на отоплителни уреди
Има два вида регулиране на топлопредаването на отоплителни уреди в процеса на работа: качествено и количествено.
Висококачественото регулиране се постига чрез промяна на температурата на охлаждащата течност, подадена към отоплителната система. Качественото регулиране на мястото на изпълнение може да бъде централно, извършвано в топлоцентралата, и локално, извършвано в отоплителната точка на сградата.
В системата за парно отопление границите на регулиране на качеството са ограничени и такова регулиране по правило не се извършва.
Количественото регулиране на топлопредаването на устройствата се извършва чрез промяна на количеството охлаждаща течност (вода или пара), подадена към системата или устройството. Според мястото на провеждане той може да бъде не само централен, но и индивидуален, т.е. извършва се за всеки отоплителен уред.
Използването на понятието "коефициент на фитилация" в хода нахидравлично изчисляване на различни водни отоплителни системи. Фактори, влияещи върху стойността на коефициента в отоплителна система със задни секции. Методи за определяне на коефициента на изтичане.