ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ, УСТРАИВАЕМОЙ В НАРУЖНЫХ СТЕНОВЫХ ПАНЕЛЯХ
Как уже было упомянуто, при рассмотрении расчета потолочного отопления (см. гл. 34 и 35) при применении зависимостей двухмерной теплопроводности можно получить более точные результаты, чем при проведении вычислений на основе линейной теплопроводности. Точность вычислений не зависит от толщины бетонного слоя, поскольку среднюю температуру надо определять для плоскости оси змеевика (плоскости у = 0), а не для всего слоя бетона. В соответствии с этим системы отопления в наружных стеновых панелях всегда следует рассчитывать на основании принципа двухмерной теплопроводности, принимая во внимание, что данная конструкция легче и проще с теплотехнической точки зрения, чем потолок.
По сути дела, нет разницы между расчетом змеевика для наружной стеновой панели и для потолочного отопления, однако в отношении рассматриваемых здесь конструкций необходимо принимать во внимание следующие условия:
змеевики должны соединяться друг с другом, как радиаторы в однотрубной проточной системе отопления, т. е. с коэффициентом затекания а=1;
по соображениям технологии изготовления следует стремиться использовать как можно меньшее число типов панелей, поэтому панели промежуточных этажей должны быть одинаковыми, хотя с учетом теплоотдачи число витков змеевика в направлении верхнего этажа должно уменьшаться. По той же причине расположение труб змеевика в одинаковых по размерам панелях на первом и самом верхнем этажах должно быть также одинаковым.
На рис. 40.1 приведены сводные графики, в верхней части которых даны кривые поскольку на начальной стадии расчетов всегда задана средняя температура греющей поверхности В нижней части рисунка приведены удельные количества теплоты, qFi и qFe, которые поступают внутрь и наружу.
Из графиков видно, что диаметр трубы змеевика лишь в небольшой мере влияет на теплоотдачу, а качество теплоизоляции почти не сказывается на количестве теплоты, отдаваемой внутрь. Исходя из рис. 40.1 после вычисления можно приступить к первой стадии проектирования — вычислить полную длину змеевика, который должен быть смонтирован в панели помещения на среднем этаже, взятого за основу. Далее необходимо установить длину змеевика на подающей и обратной ветвях таким образом, чтобы были выполнены сформулированные выше условия. Для этого целесообразно построить кривые
в большем масштабе, поскольку на этой стадии вычислений наряду с расстоянием между витками важную роль играет температура стенки трубы Фи,. На рис. 40.2 указаны количества теплоты, передаваемой отапливаемому помещению 1 м труб диаметрами /2 и 3Л дюйма при различных значениях и /. Согласно рисунку, кривые qi, cs в рассматриваемом интервале почти полностью могут быть заменены прямой, что значительно облегчает вычисления.
Вычисления начинают с расчета змеевика панели, расположенной в центре здания (например, на пятом этаже десяти- или одиннадцатиэтажного здания). Это необходимо потому, что теплопотребность уменьшается с каждым этажом из-за эффекта, создаваемого воздухообменом в лестничной клетке, соответственно с каждым этажом изменяется и значение w. При этом для этажей, расположенных выше, мы получим все уменьшающуюся среднюю температуру стенки трубы, а для этажей, расположенных ниже,— все возрастающую. Исключение составляет средняя температура воды в змеевиках первого этажа — она должна быть такой же, как температура на самом верхнем этаже. Изменяющуюся среднюю температуру змеевика можно определить путем соответствующего подбора длин змеевиков, присоединенных к подающей и обратной линиям.
Площадь поверхности А, которая должна быть охвачена змеевиком, нужно подобрать таким образом, чтобы в ее пределах помещались трубы вычисленной длины при стандартном расстоянии между трубами /. Поэтому естественно, что площадь поверхности А меньше, чем площадь свободной поверхности наружной стены. Следовательно, поверхность площадью А должна передавать и то количество теплоты, которое удаляется из помещения через неохваченную поверхность. Таким образом, теплота, передаваемая греющей поверхностью площадью А в помещение, равна
Эта длина трубы сохраняется для всех промежуточных этажей. Исходя из рис. 40.2, зная, можно построить кривую для выбранного расстояния между трубами (рис. 40.3). На этом же рисунке имеется кривая = Фш), построенная по средней температуре стенки трубы на остальных этажах (штрихпунктирная линия). Зная значение Qfr, которое следует по-этажно изменять, а также известную длину трубы L и расстояние между витками, по рис. 34.1 можно определить qiXs, а по рис. 40.2 — соответствующую температуру Поскольку, эту зависимость с очень хорошим приближением можно изобразить прямыми линиями. Значение Qfr с каждым этажом уменьшается пропорционально числу этажей, поэтому кривая также может быть заменена прямой линией.
Поэтажную среднюю температуру представим на уровне трети высоты этажа, поскольку основная часть змеевиков расположена в стене под окном.
Для самого верхнего и самого нижнего этажей примем ту температуру, которая получается при пересечении линии с уровнем пола верхнего этажа (на рисунке эта температура равна 52,6°С). Это значение будем считать действительным и для первого этажа. Далее примем во внимание, что на самом верхнем этаже следует обособленно смонтировать трубу длиной 3—3,5 м, соединяющую подающую и обратную магистрали. Ее теплоотдачу
Количество циркулирующей (без учета бесполезных теплопотерь панелей) воды т выражается зависимостью
Затем можно вычертить для этих двух уровней линию падения температуры как в подающей, так и в обратной ветви (см. на рис. 40.3 линию температуры на подающей и обратной ветвях на одиннадцатом и первом этажах). Определение теплоотдачи змеевиков проводится после выявления двух значений, относящихся к трети высоты линий на графике
После того, как получены одинаковая средняя температура стенки трубы на первом и самом верхнем этажах и одинаковые снижения температуры ДХ=Д,0 и тем самым одинаковая теплоотдача
Общую длину змеевиков вычислили на основании теплопотерь на промежуточном этаже (на рис. 40.3 — на пятом) и температуры
