Страница 3: Рекомендации по проектированию и расчету систем обогрева полов открытых площадок (46532)

Примечания: 1 - над чертой - для площадок без вертикальных ограждений, под чертой - для площадок с вертикальными ограждениями; 2 - при стоке 50 %; 3 - при стоке 20 %; 4 - при стоке 56 - 58 %.

Таблица 4. Удельная тепловая нагрузка на обогреваемый пол открытых площадок основных НХЗ и НПЗ при tисп = 24 ч, расчет по формуле (16)

Примечание. Перед чертой - для площадок без вертикальных ограждений, за чертой - для площадок с вертикальными ограждениями.

а) Требуемое термическое сопротивление пола до оси труб Rтр, (м2  С)/Вт [(м2  ч  °С)/ккал]:

                                                       (18)

Если полученное значение Rтр < 0,086 (м2  С)/Вт [0,1 (м2  ч  С)/ккал] следует использовать теплоноситель большей температуры. Если значение Rтр задано - следует проверить достаточность температуры теплоносителя на обеспечение tп, т.е. выполнение условия:

                                                             (19)

Если оно не выполняется, следует изменить Rтр или принять теплоноситель большей температуры.

Рис. 9. Теплоотдача 1 м2 пола в зависимости от термического сопротивления при эталонных параметрах (tн = -30 С, tтн = 65 С, S = 180 мм, d = 20 мм)

б) Выбирается конструкция пола, материал и толщины его слоев. Как правило, в конструктивных решениях толщина покрытия d1, м, не задана. Она определяется по формуле

                                    (20)

Толщина покрытия должна быть не менее требуемой по прочностным показателям. По принятой конструкции пола определяется глубина заложения труб - слой пола над осью труб (размер в м).

Рис. 10. Коэффициенты К1 - К4, учитывающие влияние на теплоотдачу пола tн, tтн, S, d/S при d/S = 0,1 ... 0,125

в) Задаются диаметром труб. Предпочтительным является диаметр d = 32 мм, допустимым - 20 - 57 мм.

г) Поправочный коэффициент

                                                       (21)

где qэг - теплоотдача «эталонного» пола, определяется по графику рис. 9 в зависимости от расчетного или заданного значения Rтр; К1; К2; К4; К5 - коэффициенты, учитывающие изменение теплоотдачи пола соответственно в зависимости от температуры наружного воздуха, средней температуры теплоносителя, диаметра труб и глубины заложения.

Коэффициенты К1; К2; К4 определяются по графикам рис. 10, К5 - рис. 11.

д) Шаг раскладки труб S в зависимости от значения коэффициента К3 определяется по графику рис. 10.

е) Определяется неравномерность распределения температуры на поверхности пола по формуле

                                                        (22)

где А1 - А6 - коэффициенты, соответственно учитывающие влияние на неравномерность распределения температуры на поверхности пола температуры наружного воздуха, температуры теплоносителя, термического сопротивления пола, глубины заложения, диаметра и шага раскладки труб. Значения коэффициентов А1 - А5 определяются по графикам рис. 12, А6 - рис. 13.

ж) Величина неравномерности распределения температуры на поверхности пола должна удовлетворять условию

                                                               (23)

Если условие выполняется, расчет закончен. Если не выполняется, следует обратным ходом от Атреб, удовлетворяющего условию (23), определить необходимое изменение какого-либо из исходных данных, входящих в расчет.

Рис. 11. Коэффициент К5, учитывающий влияние на теплоотдачу пола величины h/d

Рис. 12. Коэффициенты А1 - А5, учитывающие влияние на распределение температуры по поверхности пола tн, tтн, Rтр, S, d/S

Гидравлический расчет системы обогрева

4.11. Исходными данными для расчета являются: тепловая нагрузка на систему qоп, Вт/м2 [ккал/(м2  ч)], площадь обогрева Fп, м2; температура теплоносителя в подающей и обратной магистралях tпод и tобр, С; скорость теплоносителя в змеевике w, м/с, или располагаемый перепад давлений в системе Dh, кПа (м вод. ст.).

Рис. 13. Коэффициент А6, учитывающий влияние на распределение температуры по поверхности пола величины h/d

4.12. В ходе расчета определяются:

а) Расход теплоносителя на системы обогрева

                                                     (24)

где К - коэффициент, учитывающий разницу в коэффициентах теплопередачи стальных и полиэтиленовых змеевиков; для стальных К = 1, для полиэтиленовых К = 1,05.

Если теплоноситель - горячая вода и t = tпод - tобр = 20 С, для стальных змеевиков

                                                          (25)

для полиэтиленовых

Gпэ = 0,0525qопFп.                                                       (26)

б) При заданном располагаемом перепаде давлений в системе Dh - оптимальная скорость теплоносителя в змеевиках Wопт, м/с

                                          (27)

Если h задано в м. вод. ст., то А = 0,09386, с2/кг2, тогда

                                                  (28)

Рис. 14. Оптимальная скорость движения Wопт горячей воды в змеевиках при h = 100 кПа (10 м вод. ст.) в зависимости от удельной тепловой нагрузки на систему qоп

При h = 100 кПа (10 м вод. ст.), d = 32 мм, Wопт, м/с, определяется по формуле

или по графику рис. 14;

в) Расход теплоносителя на систему обогрева при заданной скорости его в змеевике [или рассчитанной по формулам (27 ... 29 )]

                                                   (30)

Если теплоноситель - горячая вода, а диаметр стальных змеевиков dст = 32 мм

                                                       (31)

при диаметре полиэтиленовых труб dпэ = 25 мм

                                                     (32)

г) Количество систем обогрева n, сист., при стальных змеевиках

                                                           (33)

Полиэтиленовые змеевики изготовляются из труб, поставляемых бухтами длиной по 100 м. Поэтому площадь пола, обогреваемого одной системой, ограничена. При lпэ  98 м, Sпэ = 240 мм, Fупэ < 24 м2 и

                                                (34)

д) Площадь участка пола, обогреваемая одной системой, Fу, м2 при стальных змеевиках

                                                          (35)

Рис. 15. Номограмма для определения площади пола, обслуживаемой одной системой обогрева Fуст, м2, и требуемой длины стального змеевика lст, м, в зависимости от величины Wопт/qоп

можно определить по графику рис. 15. Площадь одного участка при стальных змеевиках должна быть не менее 36 м2; при полиэтиленовых

                                                          (36)

lпэ < 100 м,

S = 240 мм,

Fупэ < 24 м2.

е) Длина змеевика lст, м, для одной системы при стальных змеевиках

lст = Fуст/S,                                                            (37)

при S = 280 мм lст можно определить по графику рис. 15. При полиэтиленовых змеевиках lпэ ?? 98 м (не более длины змеевика в бухте).

ж) Потери давления в системе h, кПа (м. вод. ст.), при стальных змеевиках

                                                         (38)

где А - удельное сопротивление труб, с2/кг2, определяется по табл. 30.6 п. 30.4 [7] или

                                          (39)

Для рассмотренных условий (горячая вода в стальных змеевиках d = 32 мм при S = 280 мм):

               (40)

при полиэтиленовых змеевиках [7]

                   (41)

где G, кг/ч, d, мм,

                        (42)

з) Величина потерь давления в системе ??h, кПа, (м вод. ст.) должна удовлетворять условию:

                                                         (43)

где DНрасп - располагаемый напор, кПа (м вод. ст.).

В случае, если условие (43) не выполняется, следует уменьшить длину змеевиков, т.е. увеличить скорость теплоносителя или диаметр труб.

Располагаемый напор от ТЭЦ или промтеплофикационных контуров, как правило, DНрасп  120 кПа (12 м вод. ст.)

Приложение 1

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА

Пример 1. Определить расчетные параметры климата для открытой площадки насосной г. Тобольска, размеры в плане 624 м, высота 6 м, с боковых сторон укрыта ветроотбойными щитами высотой 2,5 м с проемами для проветривания: нижний на отметке 0,3 м высотой 0,3 м, верхний на отметке 3,1 м высотой 3,3 м.

Исходные данные для расчета взяты из прил. 2 - 4 и представлены в табл. 5.

Порядок расчета:

Определяются следующие величины:

1. Слой снега, отложившийся на площадке при снегопадах, , м, по формуле (1)

Кс - определен по п. б табл. 1 прил. 3.

2. Слой снега, отложившийся на площадке при метели , м, по формуле (2)

Кот - в табл. 2 прил. 3 в графе «общие метели», Кот = 0,023.

3. Расчетный слой снега с, м, отложившийся на площадке за время снегопада, по формуле (3)

с = 0,049 + 0,017 = 0,066 м.

4. Выбор наиболее вероятных параметров климата для г. Тобольска осуществлен по максимальному значению К - коэффициента климата, полученного для каждого месяца с октября по апрель расчетом по формулам (5) и (6). Расчеты коэффициента К представлены в прил. 4. Для г. Тобольска - расчетный месяц года - ноябрь (XI). Температура наружного воздуха по наиболее вероятному значению при снегопадах tн = -8 С.

Пример 2. Для данных примера 1 определить: удельное количество теплоты, необходимой для обеспечения плавления снега, попадающего на открытую площадку насосной, и испарения оставшейся после слива через травы воды за время tисп = 24 - сн.

Исходными данными для расчета являются: расчетный слой снега на площадке ??с = 0,066 м; время плавления снега пл = 12,25 ч; расчетная температура наружного воздуха tн = -8 С; время испарения воды исп = 24 - tс = 11,75 ч.

Определяются следующие величины:

1. Слой воды, образовавшийся на площадке при плавлении снега, в, м, по формуле (4):

??в = 0,066  170/1000 = 0,011 м < 0,015 м.

Расчет ведется на полное испарение воды.

2. Температура поверхности пола tп, С, необходимая для обеспечения плавления снега и полного испарения образовавшейся воды за ??исп = 11,75 ч по формуле (12):

3. Удельная тепловая нагрузка на обогреваемый пол по формуле (16) qоп = 0,85 × 9,8/0,011 = 755 Вт/м2 [650 ккал/(м2 × ч)].

Пример 3. Для данных примера 2 вместо заданного времени испарения задана средняя температура поверхности пола. Определить достаточность заданной температуры по условию незамерзания воды в процессе испарения и время испарения.

Исходными данными для расчета являются: расчетный слой воды на площадке dв = 0,01 м; расчетная температура наружного воздуха tн = -8 С; температура поверхности пола tп = 5 С; коэффициент теплообмена н = 23,9 Вт/м2  С [21 ккал/(м2 × ч  °С)].

Определяются следующие величины:

1. Проверяется условие незамерзания воды в процессе испарения по формуле (10)

tmin > 40,6  0,011  8 = 3,6 °С.

Таблица 5. Исходные гидрометеоданные для г. Тобольска