qmaxпл = qminпл + Δqпл; (45)
qсрпл = qminпл + Δqпл / 2, (46)
где Δqпл - разность между максимальной и минимальной плотностями тепловых потоков (Δqпл = qmaxпл - qminпл), принимаемая равной 10 ккал/(м2 · ч);
г) задаются рядом значений сопротивлений теплопередаче от нижней грани прослойки к воздуху подполья R″н из интервала 1 - 5. Для каждого значения R″н методом итераций или графически определяют коэффициент конвективной теплоотдачи граней воздушной прослойки αк из выражений:
при vγ Dэк ≤ 0,038
αк = 0,724 (vγ)0,333 D-0,667эк; (47)
при vγ Dэк > 0,038
αк = 2,97 (vγ)0,8 D-0,2эк, (48)
где vγ - весовая скорость воздуха, определяемая по формуле (51) настоящего Руководства; Dэк = 4 S / P - эквивалентный диаметр, м; S - поперечное сечение канала, м2; P - смоченный периметр канала, м.
Для воздушной прослойки большой ширины
Dэк = 2 δв.п. (49)
Для пустотных плит эквивалентный диаметр равен геометрическому диаметру канала, т.е.
Dэк = 0,159. (50)
Для упрощения ручного счета αк рекомендуется определять по графикам рис. 26 и 27 в зависимости от величин vγ и Dэк, предварительно определяемых по формулам (51), (49) или (50).
Рис. 26. Графики для определения коэффициента конвективной теплоотдачи αк граней прослойки при vγ ≤ 0,5 кг/(м2 · с)
Рис. 27. Графики для определения коэффициента конвективной теплоотдачи αк граней прослойки при vγ ≤ 5,0 кг/(м2 · с)
Весовая скорость воздуха в прослойке или каналах плит vγ определяется по формуле
(51)
где l - длина пути, проходимого воздухом в прослойке, или длина канала, м; αл - коэффициент лучистого теплообмена между гранями прослойки; при движении воздуха в прослойке его рекомендуется принимать равным 4,22, а при движении по каналам пустотных плит - 3,36, ккал/(м2 · ч · °С); R″в - термическое сопротивление слоев цокольного перекрытия, расположенных выше прослойки, м2 · ч · °С/ккал; Fв.п - живое сечение воздушной прослойки или каналов плит на полосе шириной 1 м, м2/м, принимаемое равным:
для воздушной прослойки - ее толщине δв.п, т.е.
Fв.п = δв.п; (52)
для всех включенных каналов плит или каналов, включенных через один, соответственно 0,0992 или 0,0496, т.е.
Fв.п = 0,0992; (53)
Fв.п = 0,0496. (53а)
При движении воздуха по каналам пустотных плит в величины R″в и R″н также включается сопротивление массива плит, равное для рассматриваемого их типа 0,0428 м2 · ч · °С/ккал, а значение αк, подставляемое в формулу (51), а также вычисленное по формуле (47) или (48) либо определенное по графикам рис. 26 и 27, умножается на 1,25 или 0,625 соответственно для всех включенных каналов или каналов, включенных через один (учитывается изменение αк для расчетной схемы прослойки с плоскими гранями);
д) для каждого значения R″н определяется необходимая температура воздуха на входе tп и выходе tо из прослойки по формулам:
(54)
(55)
При qminпл = qпл = 0 (средние помещения в многоэтажных зданиях при Δtн ≥ 2 °С) формула (55) упрощается:
tо = αл (τminпл - tн) n / [R"н αк (n / R"н + αк + 2 αл)] + τminпл; (56)
е) определяется средняя температура воздуха в прослойке tср по формуле
tср = (tп + tо) / 2; (57)
ж) определяется общий коэффициент теплоотдачи нижней грани прослойки αн по формуле
(58)
з) вычисляется сопротивление теплопередаче от воздуха прослойки к воздуху подполья R′н по формуле
R′н = R″н + 1 / α′н; (59)
и) вычисляется плотность теплового потока в подполье qн по формуле (22), подставляя в нее вместо R′экн, R′н;
к) определяется удельная мощность системы обогрева q по формуле
q = k (qсрпл + qн), (60)
где k - коэффициент запаса по мощности, принимаемый для воздушных систем равным 1,2;
л) определяют общую тепловую мощность системы Q и общий расход воздуха G, приближенно принимая, что вся площадь обогреваемого пола характеризуется одинаковым режимом:
Q = q F; (61)
G = Q / [0,24 (tп - tо)], (62)
где F - общая площадь пола, обогреваемого одной системой, м2.
Назначают трассировку раздающих и сборных, подающих и обратных воздуховодов, подбирают вентиляционное оборудование;
м) определяют приведенные затраты по системе П для различных значений R″н, которые включают затраты по воздуховодам и вентиляционному оборудованию (с учетом резервного), по слою изоляции, по расходу тепла и электроэнергии, затрачиваемой на привод вентилятора. Затраты на ремонт и обслуживание учитывать не рекомендуется.
Приведенные затраты по воздуховодам и вентиляционному оборудованию определяются по соответствующим сметам, нормативному коэффициенту эффективности и нормам амортизационных отчислений.
Приведенные затраты по изоляционному слою определяются по формуле (28) с заменой в ней R′экн на R′н. При этом величина R определяется по формуле (29) с использованием значения α′н, вычисленного по формуле (58). При движении воздуха по каналам пустотных плит в величину R включается также сопротивление массива плиты, равное 0,0428 м2 · ч · °С/ккал.
Затраты по израсходованной тепловой энергии определяют по формуле (27), заменяя в ней R′экн предварительно скорректированным по формулам (58) и (59) R′н (вместо tн подставляется tср.о, а вместо tср - t′ср, вычисленное по формуле (18). При этом αк не изменяется, ввиду того что расход и скорости воздуха в системе в течение отопительного периода постоянны. При ручном счете корректировку R′н допускается не производить.
Средняя за отопительный период температура воздуха в прослойке t′ср, так же как и для водяных систем, принимается за основу при определении площади продухов в проветриваемом подполье.
Величину Z для общественных зданий при соответствующем обосновании допускается принимать равной 12 или 18 (с учетом нерабочих дней);
н) строят график зависимости суммарных приведенных затрат П от R″н. По минимуму затрат определяются R″экн и Пmin;
о) по формулам (47) - (61) уточняются основные характеристики обогреваемого пола в характерных помещениях при R″н = R″экн и вычисляется весовая скорость воздуха vγ по формуле
vγ = q l / [0,24 · 3600 Fв.п (tп - tо)]; (63)
п) по формуле (32) или (33) определяется необходимая толщина слоя изоляции δиз [величина R вычисляется по формуле (29)];
р) производят расчет для помещений и зон, температурные режимы в которых отличаются от наиболее характерных. При этом следует иметь в виду, что температура воздуха и толщина изоляционного слоя уже назначены и изменения режима можно добиться лишь за счет изменения расхода и скорости движения воздуха, определяющих интенсивность конвективного теплообмена в прослойке.
Необходимое значение коэффициента конвективной теплоотдачи αк определяется из выражения
(64)
где
a = tп - τсрпл - qсрпл R″в; (65)
b = а (n / R″экн + 2 αл) - qсрпл; (66)
c = -qсрпл (n / R″экн + αл) - αл (qсрпл R″в + τсрпл - tн) n / R″экн. (67)
В формулах (65) - (67) значение tп принимается из предыдущего расчета, а τсрпл и qсрпл вычисляются по формулам (42) - (46) в зависимости от новых значений τminпл и qminпл, принимаемых по табл. 2.
Используя вычисленное значение αк, из формулы (47) либо (48), либо по графикам рис. 26 и 27 определяют необходимую весовую скорость воздуха vγ и далее расход G. При движении воздуха по каналам пустотных плит значение αк предварительно уменьшается в 1,25 либо в 0,625 раза соответственно для всех включенных каналов или для каналов, включенных через один.
Если a > 0, a vγ ≤ 5 кГ/(м2 · с), определяют α′н по формуле (58), полагая в ней tср = tп и R″н = R"экн, а затем определяют R′экн по формуле (59), заменяя в ней R″н на R″экн, a qн - по формуле (22), полагая в ней tср = tп, q - по формуле (60) и, наконец, tо - по формуле
tо = tп - q l / (0,24 · 3600 Fв.п vγ). (68)
Если a < 0 либо vγ > 5 кГ/(м2 · с), что иногда бывает при движении воздуха в каналах пустотных плит, весовой скоростью следует задаться в размере 3 - 5 кГ/(м2 · с), затем по формуле (48) или графикам рис. 27 определить αк, умножить его на 1,25 или 0,625 (соответственно для всех включенных каналов или при включении каналов через один), вычислить tср по формуле (54), заменяя в ней tп, τmaxпл и qmaxпл соответственно на tср, τсрпл и qсрпл, определить α′н и R′экн по формулам (58) и (59), заменяя в них R″н на R″экн, по формулам (22) и (60) последовательно определить qн и q и вычислить температуру воздуха на входе tп и выходе tо из прослойки по формулам:
tп = tср + q l / (2 · 0,24 · 3600 Fв.п vγ); (69)
to = tcp - q l / (2 · 0,24 · 3600 Fв.п vγ). (70)
Если определенная по формуле (69) tп не превышает вычисленную для характерных помещений более чем на 1 °С, пересчет системы обогрева в последних производить не следует. В противном случае следует взять за основу tп, необходимую для обогрева полов в нехарактерных помещениях, и определить измененную среднюю температуру воздуха в прослойке для характерных помещений по формуле
tср = tср.п + (tп - tп.п). (71)
где tср.п и tп.п - соответственно средняя температура и температура воздуха на входе в прослойку, взятые из предыдущего расчета обогрева пола в характерных помещениях, °С.
Затем определить измененное значение средней плотности теплового потока у пола qсрпл по формуле
(72)
где τсрпл.п, qсрпл.п - соответственно средние значения температуры пола и плотности теплового потока из предыдущего расчета для характерных помещений; αпл - коэффициент теплоотдачи пола, принимаемый равным 7 ккал/(м2 · ч · °С).
В формуле (72) значение αк принимается также из предыдущего расчета характерных помещений (т.е. vγ не изменяется).
Вычисленное по формуле (72) значение qсрпл рекомендуется учитывать в тепловых балансах характерных помещений.
Определить измененную среднюю температуру пола τсрпл по формуле
τсрпл = τсрпл.п + (qсрпл - qсрпл.п) / αпл. (73)
По формулам (68), (69), (22) и (60), так же как и для нехарактерных помещений (при a < 0 или vγ > 5), последовательно определить измененные значения α′н, R′экн, qн, q (для характерных помещений) и, наконец, по формуле (70) вычислить tо.
После завершения теплотехнического расчета системы обогрева уточняются общая мощность системы и необходимый расход воздуха с учетом характерных и нехарактерных помещений.
4.90. Гидравлический расчет подающих и обратных, раздающих и сборных воздуховодов производится по общим правилам. Скорость движения воздуха назначается от 5 до 8 м/с. Невязка потерь напора в отдельных ветвях воздуховодов не должна превышать 10 %. При расчете особое внимание следует уделять равномерному распределению воздуха в воздушной прослойке либо по каналам плит. Отклонение расчетных расходов от определенных теплотехническим расчетом не должно превышать ±5 %.
4.91. Потери напора при движении воздуха в воздушной прослойке допускается не учитывать.
4.92. Запас по напору, создаваемому вентилятором, и по тепловой мощности калориферов не рекомендуется принимать менее 15 %.
4.93. После разработки проекта воздушной системы обогрева следует определить приведенные затраты на систему в целом, в которые дополнительно (кроме воздуховодов, вентиляционного оборудования, слоя изоляции и расходов тепла и электроэнергии, учтенных при оптимизации R″н) включаются затраты по конструктивным слоям цокольного перекрытия, отсутствующим в других системах (в том числе по пустотным плитам при движении воздуха в их каналах), по наружным ограждающим конструкциям в пределах дополнительной высоты воздушной прослойки, по конструктивным элементам, передающим нагрузку от пола на нижележащие слои, по помещению, в котором размещено вентиляционное оборудование, и, наконец, затраты на обслуживание систем. Соответствующие виды затрат определяются по сметам, нормативному коэффициенту эффективности и нормам амортизационных отчислений. Затраты па ремонт для сравнительных экономических расчетов определять не рекомендуется.
Электрические системы обогрева
4.94. Температура токопроводящих жил греющих кабелей не должна превышать 70 °С - при полиэтиленовой и 60 °С - при поливинилхлоридной изоляции. При использовании жаростойких кабелей типа КНМСН расчетная температура на его оболочке из условий пожарной безопасности также не должна превышать 70 °С.
4.95. Напряжение питания нагревательных элементов следует принимать равным напряжению местной сети электроосвещения (220 или 127 В). Применение понижающих трансформаторов не рекомендуется.
4.96. Электротепловой расчет нагревательных элементов производится в следующем порядке (расчетная схема приведена на рис. 21):
