Новости

Самая большая школа Тюмени

09:09 04.10.2017

Самая большая школа Тюмени

1 сентября 2017 года открылась самая большая Тюменская школа, в которой будут учиться более 2,5 тысяч школьников, которые раньше должны были ездить в другие районы города.

Для остекления этого...

все новости →

Проектирование систем напольного отопления REHAU



Для эффективной разработки проекта требуются данные о типе здания и его назначении. В частности, необходимы планы этажей, пояснительные записки и другие сведения по объекту, позволяющие осуществлять грамотное проектирование.

Все системы напольного отопления сертифицированы и прошли теплотехнические испытания согласно DIN 1264. При проектировании и монтаже систем напольного отопления REHAU следует соблюдать требования DIN EN 1264, ч. 4, СНиП 41-01–2003.


Тепловая мощность системы отопления без учета теплопотерь через пол

Для укладки напольного отопления REHAU тепловая мощность системы отопления без учета теплопотерь через пол Qэф играет решающую роль. Она определяется как расчетная тепловая мощность системы отопления за вычетом расчетных теплопотерь через пол:
            Qэф = Qco – QПл,                                       
где Qco – расчетная тепловая мощность системы отопления согласно СНиП 41-01–2003, Вт; QПл – теплопотери через пол, Вт.

Если в многоэтажном здании устраивается система напольного отопления, то следует учитывать теплопотери через перекрытие в нижележащее помещение.

Удельная теплоотдача показывает отнесенную к 1 м² площади пола расчетную теплоотдачу, равную тепловой мощности системы отопления без учета теплопотерь через пол:
            q = Qэф/АПл,                          
где q – удельная теплоотдача с поверхности пола, Вт/м2; АПл – площадь пола, м².

Удельная теплоотдача является основой для дальнейшего расчета системы напольного отопления REHAU.

Температура поверхности, согласно СНиП 41-01–2003, не должна быть выше 26 °C в зоне постоянного пребывания людей и 31 °С – в зоне их временного пребывания. Данные температуры поверхности учитывают при выборе плотности теплового потока. За счет этого ограничивается тепловая мощность системы напольного отопления.

От трубы до разных точек на поверхности стяжки будет разное расстояние и соответственно различная теплопроводность материала. Таким образом, температура поверхности пола над трубой выше, чем между трубами. При этом возникает так называемая неравномерность распределения температур по поверхности пола (рис. 2.134), которая сильно зависит от шага укладки и должна быть минимизирована. Она определяется согласно DIN 1246 как разность: tПл макс. – tПл мин.

Средняя избыточная температура теплоносителя (Dtн) рассчитывается в зависимости от шага укладки и вида покрытия и определяется по формуле:
        DtН = DTП – DTО /ln (DTН – DTВ)/(DTО – DTВ).   
              
Теплоотдача поверхности пола складывается из теплового излучения и конвекции (теплоотдача к воздуху). Обе эти составляющие находятся с помощью общего коэффициента теплоотдачи aобщ. (Вт/м²·К), который рассчитывается как относительно постоянный, хотя зависит от многих факторов, особенно от температуры поверхности пола, температуры воздуха, подвижности воздуха вблизи поверхности пола (влияние воздухообмена), ориентации, числа и количества окон и наружных стен, типа покрытия пола (гладкое или шершавое), высоты помещения.

Общий коэффициент теплоотдачи приблизительно равен 11 Вт/м²·К. С помощью этого коэффициента можно определить удельную теплоотдачу пола qПл (Вт/м²):
            qПл = aобщ. Dt ,                          
где Dt = tПл – tВ. Dt – превышение температуры пола над температурой воздуха в помещении; aобщ. – общий коэффициент теплоотдачи, Вт/м²·К; tПл – температура поверхности пола; tB – температура помещения.

Пример. Необходимо определить удельную температуру на поверхности пола при температуре воздуха в помещении 20 °С и средней температуре на поверхности пола 26 °С: aобщ. для этого случая может быть принят 11,1 Вт/м²·К, тогда: Dt = 26 – 20 = 6 °С.
Удельная теплоотдача на поверхности пола составит: qПл = 11,1•6 =66,6 Вт/м².

Перепад температур теплоносителя Dtp
Перепад температур между подающей и обратной магистралью согласно DIN EN 1246 для самого неблагоприятного помещения следует принимать 5 °С. Для остальных помещений, получающих ту же температуру подающей воды, он будет зависеть от расхода теплоносителя.


Определение потерь давления

Определение потерь давления ведется для подбора циркуляционного насоса. При этом в зависимости от тепловой нагрузки QОК и расчетного перепада температур между подающей и обратной магистралями рассчитывается массовый расход G по следующей зависимости:
G = (Aплq)/(DtpCв) [1 + Rверх/Rниз + (tвн – tниз)/(qRниз)];
Rверх = 1/a + Dli /li
при 1/a = 0,0093 м2·К/Вт;
Rниз + Rlпокр + Rlпотолка + Rlштукатурки + 1/aпотолка 
            при 1/aпотолка  = 0,170 м²·К/Вт.    
             
Удельная теплоемкость воды принимается равной 1,163 Вт/кг·°С. При определении потерь давления в качестве тепловой мощности принимается ее общее расчетное значение, которое должно быть подано в отопительный контур для покрытия всех теплопотерь (QОК, Вт).

Общая теплоотдача контура QОК (Вт) складывается из теплоотдачи отопительного регистра вверх (Qверх, Вт) + теплоотдачи отопительного регистра вниз Qниз (Вт) + теплоотдачи подводок к контуру Qподв (Вт) – теплоотдача транзитных подводок Qтранз (Вт).

Общее подведенное количество теплоты к отопительному контуру определяется и даже ограничивается следующими факторами: максимальной допустимой температурой поверхности согласно применяемому покрытию пола (сопротивление теплопроводности максимально Rпокр = 0,15 м²·К/Вт); максимальной температурой теплоносителя в подающей магистрали от теплогенератора (например, при применении теплового насоса); максимально допустимыми потерями давления, исходя из эффективной работы циркуляционного насоса.

Пример. Теплоотдача отопительного регистра вверх (Qверх) составляет 1133 Вт, вниз (Qниз) – 170 Вт; теплоотдача подводок к контуру Qподв достигает 70 Вт; при их отсутствии Qтранз = 0 Вт.
Общая теплоотдача контура QОК = 1133+170+70 = 1373 (Вт).
Расход теплоносителя G = QOK·0,86/(tn – tо), соответственно
GОK = 118 л/ч или 0,033 л/с.

Потери давления на трение при заданном расходе 0,033 л/с:
R = 0,9 мбар/м.

При общей длине контура 95 м они составят:
RL = LОKR,
где R = 0,9•95 = 85,5 мбар.

Общая потеря давления отопительного контура не должна быть более 300 мбар. Кроме того, скорость теплоносителя не должна превышать допустимого уровня, исходя из акустических соображений. В качестве ориентировочных величин можно рекомендовать: в жилищном строительстве V = 0,5 м/с, в промышленных зданиях V = 0,7 м/с.


Увязка потерь давления

Так как отдельные отопительные контуры могут иметь разные потери давления, то для равномерного распределения теплоносителя по контурам необходимо произвести гидравлическую увязку. Увязка осуществляется вентилями тонкой регулировки. В расчете потерь давления определяются величины предварительной установки вентилей, увязывающих потери давления отдельных контуров. В соответствии с номограммой определяются установочные значения для вентилей тонкой регулировки на распределительном коллекторе.

Пример. Самый неблагоприятный отопительный контур имеет общие потери давления Рмакс = 150 мбар, а регулируемый Робщ = 100 мбар при объемном расходе G = 100 л/ч.
Неувязка давления между этими контурами, которую следует погасить, составляет:
D = Рмакс – Робщ = 150 – 100 = 50 мбар.
По характеристике вентиля определяется величина установки вентилей тонкой регулировки на увязываемом контуре: D = 50 мбар и
G = 100 л/ч.


Номограмма REHAU для расчета тепловой мощности

Составлена как комбинированная номограмма (рис. 2.135). Верхняя часть – зависимость между удельной тепловой мощностью и средним расчетным избыточным перепадом температур. Нижняя часть – зависимость между шагом укладки труб и термическим сопротивлением покрытия пола. Обе части номограммы приведены к одной единой оси X с помощью специальной константы.

Температура горячей воды (tn) и температура на поверхности пола (tпл) представлены в зависимости от температуры воздуха в помещении tB в качестве избыточной температуры на поверхности пола tпл изб.

Граничные кривые t = 6K и t = 11К показывают максимально допустимую температуру на поверхности пола. С помощью номограммы для расчета тепловой мощности можно определить систему напольного отопления, исходя из удельной тепловой нагрузки и желаемой температуры воды в подающей магистрали или заданного шага укладки труб.

Пример расчета тепловой мощности с помощью номограммы. Предположим, что самым неблагоприятным помещением является ванная комната, поскольку из-за выпадения площади под ванной расчетная удельная тепловая нагрузка будет наибольшей и составит 100 Вт/м². В данном помещении, в любом случае, требуется запроектировать дополнительную площадь нагрева или поставить отопительный прибор. Контур 1С (жилая комната) выбран в качестве определяющего для принятия температуры воды в подающей магистрали.

Проведем в верхней части номограммы горизонтальную линию, соответствующую 46 Вт/м², а в нижней части этой номограммы горизонтальную линию, соответствующую термическому сопротивлению покрытия пола R = 0,100 м²·К/Вт. Из точки пересечения данной линии с шагом укладки труб 20 см проведем вертикальную линию до пересечения с линией постоянной удельной тепловой нагрузки 46 Вт/м² в верхней части номограммы. Через эту точку пересечения пройдет наклонная линия относительного избыточного перепада температур, равная 15 °С.

При температуре воздуха в помещении tB = 20 °C средняя температура теплоносителя tн ср составит 35 °С. При принятом перепаде температур для данного контура в 6 °С температура воды в подающей магистрали будет 38 °С.

Температура воды в контурах должна быть такой же, как и в подающей магистрали. Добиваются этого варьированием шага укладки труб в отдельных контурах.

С учетом принятых величин шага укладки труб, расчетной теплоотдачи, теплопроводности покрытия пола, температуры воды в подающей магистрали из номограммы можно определить расчетную избыточную температуру воды, а из нее соответствующий перепад температур для остальных отопительных контуров.

Например, при температуре воды в подающей магистрали 38 °С в помещении ванной комнаты (Dt = 5 °С) получаем непокрытую тепловую нагрузку 130 Вт (должна быть покрытой отопительным прибором).



Назад в раздел