Рекомендации Рекомендации по проектированию и расчету систем обогрева полов открытых площадок

Госстрой СССР

Центральный научно-исследовательский
и проектно-экспериментальный институт
промышленных зданий и сооружений
(ЦНИИ промзданий )

РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И РАСЧЕТУ СИСТЕМ
ОБОГРЕВА ПОЛОВ ОТКРЫТЫХ ПЛОЩАДОК

Москва - 1985

Рекомендованы к изданию Главстройпроектом Госстроя СССР.

Предназначены для проектирования и расчета систем обогрева полов открытых площадок нефтехимических (НХЗ) и нефтеперерабатывающих (НПЗ) заводов и содержат конструктивные решения обогреваемых полов, требования к их устройству, к размещению и прокладке нагревательных трубопроводов, а также зависимости для определения тепловых нагрузок на системы обогрева, их теплотехнического и гидравлического расчета.

Для инженерно-технических работников и проектировщиков.

Рекомендации составлены ЦНИИпромзданий (кандидаты техн. наук Л.П. Ананикян, В.В. Пономарева, Г.К. Саранчина, Е.О. Шилькрот) совместно с Ростовским Промстройниипроектом.

Замечания и предложения, а также сведения об использовании Рекомендаций просим направлять по адресу: 127238, Москва, Дмитровское ш., 46, ЦНИИпромзданий, лаборатория отопления и вентиляции.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

b - ширина площадки, м;

d - толщина слоя, м;

S - шаг между трубами, м;

l - длина прямого участка змеевика, м;

h - глубина заложения труб, м;

j - интенсивность процесса, м/ч (м3/м × ч)

F - площадь, м2;

f - площадь живого сечения, м2;

u - скорость ветра, м/с;

w - скорость жидкости, м/с;

G - расход, кг/ч;

D h - потери давления в сети, кПа (м вод. ст.);

H - располагаемое давление, кПа (м вод. ст.);

t - температура, ° С;

t - время процесса, ч;

q - удельный тепловой поток (удельная тепловая нагрузка), Вт/м2 [ккал/(м2 × ч)];

Q - общая тепловая нагрузка, Вт (ккал/ч);

r - плотность, кг/м3;

l - коэффициент теплопроводности, Вт/м × ° С [ккал/(м × ч × ° С)];

a - коэффициент температуропроводности, м2/ч;

c - удельная теплоемкость, кДж/(кг × ° С) [ккал/(кг × ° С)];

r - удельная теплота, Вт × ч/кг [ккал/кг];

R - термическое сопротивление м2 × ° С/Вт [м2 × ч × ° С/ккал];

n - количество, шт.;

A - коэффициент неравномерности распределения.

ИНДЕКСЫ

в - вода

с - снег

пл - плавление

исп - испарение

н - наружная

к - конвективная составляющая

л - лучистая составляющая

п - пол

о.п. - обогреваемый пол

min - минимальное значение

под - подающая

обр - обратная

опт - оптимальная

ст - стальные

пэ - полиэтиленовые

тр - требуемое

тн - теплоноситель

у - участок

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1 . Настоящие рекомендации предназначены для проектирования обогреваемых полов открытых промышленных площадок. Рекомендации не распространяются на проектирование обогреваемых полов, устраиваемых на вечномерзлых грунтах.

1.2 . Обогреваемые полы должны устраиваться в тех районах, где продолжительность периода с отрицательной среднесуточной температурой наружного воздуха больше 0 [ 1 ].

1.3 . Обогреваемые полы открытых промышленных площадок должны обеспечивать: плавление снега, попадающего на площадку при снегопадах и метелях, за продолжительность снегопада ( t c ); предотвращать обледенение площадок и высушивать площадки за заданное время (24 - t c £ t исп £ 120 ч.).

1.4 . Обогреваемые открытые (с боковых сторон) площадки должны иметь, как правило, вертикальные ограждения (с необходимыми проемами для проветривания).

1.5 . Обогрев пола осуществляется системой стальных или полиэтиленовых трубопроводов, замоноличенных в бетонном слое с определенным шагом. Рекомендуемые трубы - стальные - ГОСТ 3262-75 , полиэтиленовые - ПВП (высокой прочности) - ГОСТ 18599-83 .

В системах обогрева не допускается применение электросварных труб со спиральным швом.

1.6 . Теплоносителем в системах обогрева является нагретая вода или антифриз. Целесообразно использовать вторичные тепловые ресурсы: горячую воду промтеплофикационных контуров, работающих на паре пароспутников технологических трубопроводов, мятом паре от насосов, технологическом конденсате и т.д. В случае их отсутствия используется горячая вода тепловой сети ТЭЦ.

1.7 . При применении стальных труб начальная температура теплоносителя может соответствовать параметрам сети промтеплофикационных контуров. Требуемая минимальная температура теплоносителя определяется расчетом (см. разд. 4 ).

В случае применения полиэтиленовых труб начальная температура теплоносителя не должна превышать 70 ° С.

1.8 . Системы обогрева полов должны быть круглогодично заполнены теплоносителем и работать постоянно в период отрицательных температур наружного воздуха.

1.9 . Для предупреждения замораживания системы обогрева возможно применение антифриза (например, препарат НОЖ-2: смесь хлористого кальция - 27 %, ингибитор коррозии - натриевая соль сульфанилформальдегидного полиэлектрика - 3 % и химически очищенная вода - 70 %). Температура замерзания антифриза минус 47 ° С, кипения 100 ° С. Удельная теплоемкость 3,6 Кдж/кг × ° С [ 0,865 ккал/(кг × ° С)]. Он пожаро- и взрывобезопасен и нетоксичен, коррозионным действием на металлы не обладает.

Предельно допустимая концентрация НОЖ-2 для слива в канализацию не выше 30 %. Препарат разработан Ташкентским автомобильно-дорожным институтом Минвуза УзССР (700047, г. Ташкент, ул. К. Маркса, 32). Выпуск препарата намечен в Производственном объединении «Пигмент» (г. Тамбов). На использование препарата имеется предварительное разрешение НИИ гигиены труда и профзаболеваний АМН СССР.

Применение в качестве антифриза раствора воды с этиленгликолем или нитритом натрия следует согласовывать с органами Минздрава СССР для конкретных условий в связи с вредным воздействием их на организм человека.

2. ТРЕБОВАНИЯ К ОБОГРЕВАЕМЫМ ПОЛАМ И ИХ КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ

2.1 . Полы открытых площадок следует устраивать на утрамбованных непромерзающих грунтах, исключающих возможность деформации пола.

2.2 . Выбор конструктивного решения пола, а также системы обогрева должен проводиться с учетом конкретных условий строительства, механических и химических воздействий на полы, температуры теплоносителя и технико-экономической целесообразности.

2.3 . Рекомендуются конструктивные решения обогреваемых полов, разработанные Гипрокаучуком, Госниихлорпроектом, ЦНИИпромзданий и Ростовским Промстройниипроектом (рис. 1 - 3 ).

2.4 . Конструкции полов, представленные на рис. 1 , рекомендуется применять при отсутствии попадания на полы кислот и их растворов. При температуре теплоносителя не выше 70 ° С основной слой, в который замоноличены нагревательные трубопроводы, выполняется из обычного бетона марки М 300. При температуре теплоносителя выше 70 ° С рекомендуется жаростойкий бетон прочностью не менее 2 кПа (200 кгс/м2). При применении стальных труб бетон не должен содержать хлоридов.

2.5 . Конструкции полов, представленные на рис. 2 , рекомендуются при воздействии кислотных и кислотощелочных сред. Трубы размещаются в термостойком бетоне, связующим которого является жидкое стекло с уплотняющей добавкой. Такой бетон устойчив к трещинообразованию во всем диапазоне рабочих температур тепло носителя, а также не проницаем для кислот, малопроницаем для воды, морозостоек. Непроницаемость и сохранение высокой щелочности в бетоне исключает химическую коррозию металлических труб отопления.

Рис. 1 . Конструкции обогреваемых полов при отсутствии кислотных воздействий

а - покрытие пола монолитное; б - из плит; 1 - покрытие пола из бетона на портландцементе; 2 - прослойка из цементно-песчаного раствора; 3 - гидроизоляция; 4 - бетон в два слоя при 70 ° С (рекомендуется жаростойкий); 5 - трубы отопления; 6 - теплоизоляция; 7 - гидроизоляция от грунтовых вод; 8 - подстилающий слой (по расчету); 9 - щебень, втрамбованный в грунт; 10 - грунт основания

Для конструкции на рис. 2б, не проницаемой для жидкостей, специальный гидроизоляционный слой от сточных и атмосферных вод, проникающих сверху, отсутствует.

2.6 . Конструкция полов, представленная на рис. 3 , рекомендуется при жидкостных воздействиях слабой агрессивности и температуре теплоносителя не выше 70 ° С. Конструкция состоит из покрытия, слоя с замоноличенными нагревательными элементами и подстилающего слоя. Основной слой с замоноличенными нагревательными элементами выполняется из бетона марки по водонепроницаемости В-6, плотностью 2400 кг/м3. Для защиты от коррозии рекомендуемая толщина слоя под трубами не менее 40 мм. Подстилающий слой выполняется из конструктивного керамзитобетона марки М 200. Гидроизоляция от капиллярного поднятия грунтовых, а также промышленных сточных вод представляет собой слой щебня с пропиткой битумом до насыщения.

Рис. 2 . Конструкции обогреваемых химически стойких полов

а - при переменных кислотно-щелочных воздействиях; б - кислотных воздействиях и отсутствии щелочей; 1 - покрытие пола из кислотоупорных плит; 2 - заполнение швов эпоксидным компаундом; 3 - прослойка из кислотоупорного раствора с уплотняющей добавкой; 4 - бетон на жидком стекле с уплотняющей добавкой; 5 - стяжка цементно-песчаная; 6 - гидроизоляция; 7 - трубы отопления; 8 - теплоизоляция; 9 - гидроизоляция от грунтовых вод; 10 - подстилающий слой (по расчету); 11 - щебень, втрамбованный в грунт; 12 - грунт основания

2.7 . Толщину покрытий и подстилающего слоя полов вышеперечисленных конструкций следует назначать в зависимости от действующих на пол механических нагрузок согласно прил. 1 [ 2 ]. Размеры слоев проверяются и уточняются теплотехническим расчетом системы в зависимости от требуемой тепловой нагрузки (см. разд. 4 ).

2.8 . При расположении подстилающего слоя в зоне опасного капиллярного поднятия грунтовых вод и для любой из вышеперечисленных конструкций следует применять гидроизоляцию от грунтовых вод из рулонных гидроизоляционных материалов на соответствующих мастиках.

Высоту опасного капиллярного поднятия грунтовых вод следует принимать от горизонта грунтовых вод: 0,3 м - от крупного песка; 0,5 м - для песка средней крупности и мелкого; 1,5 м - для песка пылеватого; 2 м - для суглинка, пылеватых суглинка и супеси и глины.

2.9 . Проектирование деталей полов следует проводить в соответствии с [ 2 ].

Рис. 3 . Конструкция обогреваемого пола при умеренных механических нагрузках и жидкостных воздействиях слабой агрессивности

1 а - мозаичное или цементно-песчаное покрытие пола; 1б - керамическая плитка; 2 - слой бетона повышенной плотности В-6; 3 - нагревательные элементы (змеевики); 4 - подстилающий слой из конструктивного керамзитобетона; 5 - гидроизоляция; 6 - уплотненный грунт

2.10 . Продукты гидросмыва полов и конденсат, подтекающий из спусков от технологических паропроводов, устраиваемых в противопожарных целях, так же, как и вода, образовавшаяся от плавления снега, должны максимально удаляться через трапы по уклону пола, составляющему не менее 0,005.

3. РАЗМЕЩЕНИЕ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ И ПОДГОТОВКА К БЕТОНИРОВАНИЮ

3.1 . Нагревательные трубопроводы в толще пола должны размещаться, как правило, в виде змеевиков по бифилярной схеме (рис. 4 ).

3.2 . Расстояние между трубами S (шаг) в змеевике определяется расчетом. В змеевиках из стальных труб (по техническим условиям изготовления змеевиков) шаг составляет 8 - 10 диаметров ( S / d = 8 ... 10); для полиэтиленовых труб он должен быть не менее 0,2 м [ 3 ]. Предпочтительный диаметр труб в стальных змеевиках 32 мм, полиэтиленовых - 25 мм. Допускается применение труб диаметром 20 - 57 мм. Змеевики укладываются горизонтально.

Прокладку магистральных трубопроводов, их изоляцию, размещение запорной арматуры, спускных и воздуховыпускных устройств необходимо осуществлять в соответствии с положениями [ 4].

Рис. 4 . Схемы размещения трубопроводов

а - бифилярная из двух змеевиков; б - то же, из одного

3.3 . Минимальная длина трубы в одном змеевике определяется расчетом при условии, что скорость движения теплоносителя составит не менее 0,25 м/с.

3.4 . Максимальная длина трубы в одном змеевике определяется следующими условиями:

для полиэтиленовых труб - длиной поставляемых труб в бухте ( l = 100 м);

для стальных труб - расчетом в зависимости от тепловой нагрузки и оптимальной скорости движения теплоносителя в змеевиках (0,25 м/с < w £ 0,8 м/с).

3.5 . Максимальная длина прямых участков змеевиков ограничивается расстоянием между температурными швами пола площадки, для полиэтиленовых труб во избежание устройства специальных компенсирующих камер размер l 1 не должен превышать 2 м.

3.6 . Стальные трубы в змеевики соединяются сваркой. Стальные трубопроводы должны иметь антикоррозийную защиту (покрытие термостойким лаком).

3.7 . Укладка полиэтиленовых труб проводится в соответствии с инструкцией [ 3 ]. Соединение полиэтиленовых труб в толще пола не допускается. Соединение полиэтиленовых змеевиков с магистральными трубопроводами необходимо выполнять вне массива пола (на высоте 0,8 - 1,2 м).

Изгибание полиэтиленовых труб в змеевики в холодном состоянии производится по шаблону с фиксацией ветвей в расчетном положении на металлической сетке, замоноличенной в пол вместе с трубами. Фиксирование труб рекомендуется производить мягкой проволокой диаметром 1,5 - 2 мм так, чтобы поверхность труб не была пережата. Трубы изгибаются без заполнения. При S ³ 200 мм рекомендуется применять элементы лирообразной формы. В местах изгибов недопустимо наличие гофр, изломов, овальности свыше 12 %.

После монтажа змеевика в торце входного патрубка необходимо ставить заглушки.

3.8 . Перед бетонированием стальные трубы змеевика следует тщательно очищать от загрязнения и жировых пятен, продувать струей сжатого воздуха давлением 300 - 600 кПа (3 - 6 атм), а полиэтиленовые - 600 кПа (6 атм) [ 5 ].

4. РАСЧЕТ СИСТЕМ ОБОГРЕВА ПОЛОВ ОТКРЫТЫХ ПЛОЩАДОК

Общие положения

4.1 . Расчет систем обогрева заключается в определении:

расчетных параметров климата, устанавливающих значения температуры наружного воздуха соответствующей условиям максимального снегопада, в зависимости от района расположения и вида площадки;

расчетной температуры поверхности пола, обеспечивающей таяние снега за время снегопада, предотвращающей замерзание талой воды и обеспечивающей ее испарение за заданное время;

расчетной тепловой нагрузки на систему;

термического сопротивления конструкции пола, глубины заложения и шага раскладки труб (теплотехнический расчет);

расхода теплоносителя, длины змеевиков и гидравлического сопротивления системы (гидравлический расчет).

4.2 . Для расчета систем обогрева полов следует принимать следующие значения физических параметров снега и воды:

r c = 170 кг/м3; r в = 1000 кг/м3; Сс = 2,3 кДж/(кг × ° С) [ 0,55 ккал/(кг × ° С)]; C в = 4,19 кДж/(кг × ° С) [1 ккал/(кг × ° С)]; l c = 0,151 Вт/(м × ° С) [0,13 ккал/(м × ч × ° С)]; l в = 0,6 Вт/(м × ° С) [0,5148 ккал/(м × ч × ° С)]; ас = 1,4 × 10-3 м2/ч; ав = 0,515 × 10-3 м2/ч; r пл = 92,5 Вт × ч/кг (79,5 ккал/кг); r исп = 694 Вт × ч/кг (595 ккал/кг).

Определение расчетных параметров климата в районе расположения площадки

4.3 . Исходными данными для расчета являются: размеры площадки (в ´ l ´ h , м), наличие и размеры вертикальных ограждений, отметки и размеры проемов (данные по типовым размерам уровней расположения проемов, вертикальных ограждений представлены в прил. 2 ); интенсивность, продолжительность и повторяемость снегопадов ( j с , м/ч, t c , ч, nc /мес ); температура и скорость наружного воздуха при снегопадах ( t н , ° С, u , м/с), их повторяемость по месяцам в год ( n t и n u ).

Для районов расположения основных НХЗ и НПЗ данные представлены в прил. 4 [ 6 ].

4.4 . В ходе расчета определяются: а) слой снега, отложившийся на площадке при снегопаде

                                                       ( 1)

где Кс - коэффициент интенсивности попадания снега на площадку при снегопаде, принимается по табл. 6 прил. 3;

б) слой снега, отложившийся на площадке при метели за время снегопада

                                                ( 2)

где Кот - коэффициент, учитывающий отложения снега у препятствий при метели, принимается по табл. 7 прил. 3;

в) расчетный слой снега на площадке

                                                          ( 3)

г) расчетный слой воды, образовавшийся на площадке при таянии снега

                                                          ( 4)

Расчетный слой воды d в £ 0,015 м. Если d в > 0,015 м, при проектировании системы следует обратить внимание на обеспечение уклона пола к трапам (не менее 0,005) для максимального стока воды через них;

д) коэффициент наиболее вероятных значений параметров климата [ t н , ° С, u , м/с,] при снегопаде

                                     ( 5)

е) расчетный коэффициент наиболее вероятных значений параметров климата

                                                         ( 6)

ж) по Красч выбирается расчетный месяц, по которому принимается расчетная температура наружного воздуха при снегопадах.

Для площадок основных НХЗ и НПЗ расчетные параметры климата приведены в табл. 1.

Определение расчетной температуры поверхности пола

4. 5. Исходными данными для расчета являются: расчетный слой снега (воды) на площадке d с (в), м; расчетная температура наружного воздуха t н , ° С; время снегопада (испарения) t с(исп) , ч. 24 - t с £ t исп < 120 ч.

Предпочтительным временем испарения следует считать t исп = 24 ч.

4.6 . В ходе расчета определяются:

а) температура поверхности пола, обеспечивающая таяние снега за время снегопада

                                     ( 7)

Для принятых значений физических параметров снега и воды

                                                      ( 8)

Номограмма для определения t пл представлена на рис. 5.

б) температура поверхности пола, предотвращающая замерзание воды

                                                   ( 9)

                                                           ( 10)

где a н - коэффициент теплообмена поверхности пола, равный 24,5 Вт/м2 × ° С [ 21 ккал/(м2 × ч × ° С)].

Номограмма для определения tmin представлена на рис. 6.

Рис. 5 . Номограмма для определения t пл , ° С

Рис. 6 . Номограмма для определения tmin , ° С .

в) температура поверхности пола, обеспечивающая испарение воды за заданное время

                           ( 11)

                                          ( 12)

Таблица 1 . Расчетные параметры климата по наиболее вероятному значению для площадок основных НХЗ и НПЗ

Район расположения завода

Расчетные параметры климата

t н , ° С

t с , ч

d с , м, при впл, м

6

12

18

Горький

-12

3,8

 0,138/0,053

0,069/0,0258

0,043/0,016

Куйбышев

-8

6,26

   0,1785/0,0698

   0,0892/0,0349

     0,0595/0,0232

Кириши

-10

16,25

0,314/0,121

0,157/0,06

0,105/0,04

Москва

-8

8

0,112/0,437

   0,056/0,0218

     0,037/0,0146

Омск

-18

10,5

0,142/0,053

0,071/0,026

    0,047/0,017

Пермь

-13

6,25

   0,1585/0,0626

    0,0792/0,0313

       0,0528/0,0208

Рязань

-11

8

  0,123/0,0477

    0,0615/0,0238

      0,041/0,0159

Тобольск

-8

12,25

  0,2105/0,081

0,105/0,04

    0,07/0,027

Уфа

-14

6,25

  0,1995/0,077

     0,0997/0,038

       0,0665/0,025

Ярославль

-12

8

0,16/0,061

0,08/0,031

     0,053/0,02

Примечани е. Перед чертой - для площадок без вертикальных ограждений, за чертой - с вертикальными ограждениями при максимальном попадании снега.

Рис. 7 . Номограмма для определения комплекса

Номограммы для определения t исп представлены на рис. 6 и 7.

г) расчетная температура поверхности пола t п , ° С, принимается наибольшей из величин t пл , tmin , t исп ;

д) если температура пола задана и превышает tmin , определяется время, необходимое для испарения воды:

                                                   ( 13)

                                                ( 14)

Оно должно удовлетворять условию п. 4.5. В противном случае температура пола недостаточна для принятых исходных данных.

Для площадок основных заводов расчетные значения d в , tmin , t пл , t исп при t исп = 24 ч представлены в табл. 2 и 3.

Определение тепловой нагрузки на систему

4.7 . Исходными данными для определения тепловой нагрузки являются: расчетная температура поверхности пола t п , ° С; расчетный слой воды d в , м.

4.8 . В ходе расчета определяются:

а) удельная тепловая нагрузка на систему q оп , Вт/м2 [ккал/(м2 × ч)]

                                 ( 15)

                                                          ( 16)

где К1 - коэффициент, учитывающий потери тепла в грунт, К1 = 1,1; К2 - коэффициент запаса, К2 = 1,15.

Рис. 8 . Номограмма для определения удельной тепловой нагрузки на систему обогрева q оп

Значения q оп при t исп = 24 ч для площадок основных заводов представлены в табл. 4. Номограмма для определения q оп дана на рис. 8.

б) общая тепловая нагрузка на систему Q оп , Вт(ккал/ч)

                                                            ( 17)

Таблица 2 . Требуемая расчетная минимальная температура поверхности пола t пл , ° С, для площадок основных НХЗ и НПЗ, расчет по формуле ( 8)

Район завода

, °С

t пл , ° С , при впл, м

6

12

18

Горький

12

2,4/0,47

1,8/0,234

1,67/0,156

Куйбышев

8

2,2/0,43

1,77/0,213

1,65/0,142

Кириши

10

2,71/0,51

2,2/0,255

1,96/0,169

Москва

8

0,8/0,14

0,7/0,07

0,65/0,047

Омск

18

1,2/0,167

0,97/0,08

0,85/0,053

Пермь

13

1,9/0,413

1,7/0,206

1,69/0,138

Рязань

11

1,0/0,254

0,77/0,127

0,73/0,084

Тобольск

8

1,64/0,305

1,1/0,152

0,88/0,101

Уфа

14

3,1/0,61

2,2/0,3

1,98/0,2

Ярославль

12

1,65/0,32

1,1/0,109

0,92/0,159

Примечани я: 1. Перед чертой - для площадок без вертикальных ограждений, за чертой - с вертикальными ограждениями при максимальном попадании снега.

2 . Расчетный слой снега принят по табл. 1 .

Теплотехнический расчет системы

4.9 . Исходными данными для теплотехнического расчета системы являются: средняя температура теплоносителя t тн , ° С, равная t тн = ( t под + t обр )/2, ° С; расчетная и минимальная температура поверхности пола t п и tmin , ° С; удельная тепловая нагрузка на обогреваемый пол q оп , Вт/м2 [ккал/(м2 × ч)]; коэффициент теплообмена a н , Вт/(м2 × ° С) [ккал (м2 × ч × ° С)].

4.10 . В ходе расчета определяются следующие величины:

Таблица 3 . Расчетная температура поверхности пола t исп , ° С, при t исп = 24 ч

Район завода

Расчетный слой воды d в , м1), при впл

Расчетный месяц

, ° С

t п , ° C , по формуле ( 11 )

Условие незамерзания воды, tmin , ° С, по формуле ( 9 )

6 м

12 м

18 м

при впл

6 м

12 м

18 м

6 м

12 м

18 м

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Горький

0,01172)

0,009

0,0117

0,0045

0,008

0,003

1

12

9,1

9,1

5,5

5,7

5,7

3,9

6,4

2,7

1,7

4,35

2,2

1,45

Куйбышев

0,0152)

0,012

0,015

0,006

0,01

0,004

XII

8

10,4

10,4

5,7

4,8

4,8

4

7,5

2,8

1,7

3,8

1,9

1,3

Кириши

0,01322)

0,01

0,013

0,01

0,01

0,007

1

10

9,7

9,7

6,5

5,3

5,3

4

6,5

6,5

4

4

4

2,8

Москва

0,015 3)

0,007

0,009

0,0035

0,006

0,0023

1

10

11,6

5,6

3,3

5,9

3,6

2,4

4

1,7

1

2,8

1,4

0,9

Омск

0,012 2)

0,008

0,012

0,004

0,008

0,0026

II

18

12,9

12,9

7,75

9,3

9,3

6,2

7,75

3,5

2,2

6,2

3,1

2

Пермь

0,0135 2)

0,01

0,0135

0,005

0,009

0,003

Х II

13

11,6

11,6

6,7

6,9

6,9

4,7

7,7

3,2

1,8

5,2

2,6

1,53

Рязань

0,01 2)

0,008

0,01

0,004

0,007

0,0026

1

II

6,9

6,9

3,6

4,4

4,4

3,1

5

2,2

1,3

3,5

1,8

1,14

Тобольск

0,015 4)

0,013

0,015

0,0065

0,009

0,004

XI

8

10,4

10,4

4,9

4,8

4,8

2,9

8,4

3,2

1,7

4,2

2,1

1,3

Уфа

0,015 4)

0,013

0,015

0,0065

0,009

0,004

1

14

14,2

14,2

7,1

8,5

8,5

5,1

11,8

4,8

2,7

7,4

3,7

2,3

Ярославль

0,0135 2)

0,01

0,0135

0,005

0,009

0,003

1

12

11,2

11,2

6,4

6,6

6,6

4,4

7,35

3

1,7

4,85

2,4

1,46

Примечани я: 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 t исп = 24 ч, расчет по формуле ( 16)

Район завода

q оп , Вт/м2 [ккал/(м2 × ч)]

в пл = 6 м

в пл = 12 м

в пл = 18 м

Горький

660/605 [570/520]

660/510 [570/440]

580/475 [500/410]

Куйбышев

590/530 [510/455]

590/395 [510/340]

483/360 [415/310]

Кириши

638/550 [540/475]

590/550 [510/475]

550/473 [475/415]

Москва

650/486 [560/420]

530/413 [455/355]

466/365 [400/315]

Омск

915/810 [790/700]

915/740 [790/635]

825/720 [710/620]

Пермь

725/650 [625/560]

725/545 [625/470]

632/510 [545/440]

Рязань

580/530 [500/455]

580/425 [500/365]

435/425 [375/365]

Тобольск

590/545 [510/470]

590/418 [510/360]

460/360 [400/310]

Уфа

800/765 [690/660]

800/625 [690/540]

670/570 [575/490]

Ярославль

700/620 [605/535]

700/505 [605/435]

600/482 [520/415]

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

а) Требуемое термическое сопротивление пола до оси труб R тр , (м2 × ° С)/Вт [(м2 × ч × °С)/ккал]:

                                                       ( 18)

Если полученное значение R тр < 0,086 (м2 × ° С)/Вт [0,1 (м2 × ч × ° С)/ккал] следует использовать теплоноситель большей температуры. Если значение R тр задано - следует проверить достаточность температуры теплоносителя на обеспечение t п , т.е. выполнение условия:

                                                              ( 19)

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

Рис. 9 . Теплоотдача 1 м2 пола в зависимости от термического сопротивления при эталонных параметрах

( t н = -30 ° С, t тн = 65 ° С, S = 180 мм, d = 20 мм)

б) Выбирается конструкция пола, материал и толщины его слоев. Как правило, в конструктивных решениях толщина покрытия d 1 , 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 t н , t тн , 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 q эг - теплоотдача «эталонного» пола, определяется по графику рис. 9 в зависимости от расчетного или заданного значения R тр ; 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 t н , t тн , R тр , S , d / S

Гидравлический расчет системы обогрева

4.11 . Исходными данными для расчета являются: тепловая нагрузка на систему q оп , Вт/м2 [ккал/(м2 × ч)], площадь обогрева F п , м2; температура теплоносителя в подающей и обратной магистралях t под и t обр , ° С; скорость теплоносителя в змеевике w , м/с, или располагаемый перепад давлений в системе D h , 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 D t = t под - t обр = 20 ° С, для стальных змеевиков

                                                         ( 25)

для полиэтиленовых

G пэ = 0,0525 q оп F п .                                                        ( 26)

б) При заданном располагаемом перепаде давлений в системе D h - оптимальная скорость теплоносителя в змеевиках W опт , м/с

                                          ( 27)

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

                                                  ( 28)

Рис. 14 . Оптимальная скорость движения W опт горячей воды в змеевиках при D h = 100 кПа (10 м вод. ст.) в зависимости от удельной тепловой нагрузки на систему q оп

При D h = 100 кПа (10 м вод. ст.), d = 32 мм, W опт , 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 d ст = 32 мм

                                                       ( 31)

при диаметре полиэтиленовых труб d пэ = 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 l пэ £ 98 м, S пэ = 240 мм, F упэ < 24 м2 и

                                                ( 34)

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

                                                          ( 35)

Рис. 15 . Номограмма для определения площади пола, обслуживаемой одной системой обогрева F уст , м2, и требуемой длины стального змеевика l ст , м, в зависимости от величины W опт / q оп

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

                                                           ( 36)

l пэ < 100 м ,

S = 240 мм ,

F упэ < 24 м2.

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

l ст = F уст /S,                                                              ( 37)

при S = 280 мм l ст можно определить по графику рис. 15. При полиэтиленовых змеевиках l пэ £ 98 м (не более длины змеевика в бухте).

ж) Потери давления в системе D 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 D h , кПа, (м вод. ст.) должна удовлетворять условию:

                                                         ( 43 )

где D Нрасп - 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, D Нрасп ³ 120 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 )

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

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

d 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 t н = -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 t исп = 24 - t сн .

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

Определяются следующие величины:

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

d в = 0,066 × 170/1000 = 0,011 м < 0,015 м.

Расчет ведется на полное испарение воды.

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

3 . Удельная тепловая нагрузка на обогреваемый пол по формуле ( 16 ) q оп = 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 d в = 0,01 м; расчетная температура наружного воздуха t н = -8 ° С; температура поверхности пола t п = 5 ° С; коэффициент теплообмена a 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

Параметр

Гидрометеоданные для г. Тобольска

Максимальная интенсивность снегопада jc , м/ч

0,01

Продолжительность снегопада t с , ч

12,25

X

XI

Х II

I

II

III

IV

общ.

Повторяемость снегопадов n , с/мес

-

6

2

1

2

1

-

13

Сопутствующая снегопаду температура наружного воздуха,   ° C

-8

-16

-20

-13

-11

и ее повторяемость nt

46

8

8

8

22

92

Скорость ветра u , м/с

0 - 2

3 - 4

5 - 6

7 - 8

9 - 10

11 - 12

15 - 16

Средняя

и ее повторяемость n u

15

8

69

8

-

-

-

5,5

Интенсивность метели j м , м3/м × ч

0,36

Повторяемость метелей различных типов, nx

общие

низовые

поземок

всего

м/зиму

50

31

19

100

Средняя ежемесячная температура наружного воздуха

X

XI

XII

I

II

III

IV

t ср мес , ° С

0,8

-9,3

-16,4

-18,5

-16,1

-9,2

1,3

Заданная температура пола 5 ° С, что > 3,6 ° С, следовательно условие ( 10) выполняется.

2 . Время, необходимое для процесса испарения, t исп , ч, формуле ( 14 ).

t исп = (297,5 × 103 × 0,0112)/(0,51 × 5 - 21 × 0,011 × 8) = 51 ч.

Время испарения не превышает максимально допустимое, т.е. выполняется условие по п. 4.5.

3 . Удельная тепловая нагрузка на обогреваемый пол по формуле ( 16 ):

q оп = 0,85 × /0,011 = 385 Вт/м2 [330 ккал/(м2/ч)].

Пример 4 . Для условий примеров 2 и 3 определить требуемое термическое сопротивление, конструкцию пола, глубину заложения, диаметр и шаг раскладки труб, а также проверить достаточность температуры теплоносителя ( t тн = 65 ° С) и допустимую неравномерность распределения температуры на поверхности пола.

Исходными данными для расчета являются: средняя температура теплоносителя t тн , равная t тн1 = 65 ° С, t тн2 = 80 ° С; средняя и минимальная температура поверхности пола:

[расчет по формулам ( 10 ) и ( 12 ) или по номограммам рис. 6.7]

удельная тепловая нагрузка на обогреваемый пол q оп , Вт/м2 [ккал/(м2 × ч)]; q оп1 = 755 Вт/м2 [650 ккал/(м2 × ч)]; q оп2 = 385 Вт/м2 [330 ккал/(м2 × ч)]; коэффициент теплообмена a н = 23,5 Вт/м2 × °С [21 ккал/(м2 × ч × ° С)].

Определяются следующие величины:

1 . Требуемое термическое сопротивление пола R тр , (м2 × ° С)/Вт [(м2 × ч × ° С)/ккал], по формуле ( 18 ):

пример 2 : R тр1 = (65 - 9,8)/(650 × 1,163) = 0,073 (м2 × ° С)/Вт [0,085 (м2 × ч × ° С)/ккал]; 0,085 < 0,1.

Для примера 2 температура теплоносителя t тн1 = 65 ° С недостаточна. Принимается теплоноситель с температурой t тн1 = 80 ° С.

С температурой t тн1 = 80 ° С:

R тр1 = (80 - 9,8)/(650 × 1,163) = 0,093 (м2 × ° С)/ вт [0,108 (м2 × ч × ° С)/ккал]

пример 3 : R тр2 = 65 - 5/330 × 1,163 = 0,152 (м2 × ° С)/Вт [0,18 (м2 × ч × ° С)/ккал].

2 . Принимается конструкция пола согласно рис. 3 . Толщина покрытия пола определяется из формулы ( 20 ):

( d 1 )1 = 0,8(0,108 - 1/21 - 0,075/1,6) = 0,0011 м;

( d 1 )2 = 0,08(0,18 - 1/21 - 0,075/1,6) = 0,096 м.

Глубина заложения труб (до оси трубопроводов) h , м, равна:

h 1 = ( d 1 )1 + d 2 /2 = 0,001 + 0,075 = 0,076 м = 76 мм;

h 2 = ( d 1 )2 + d 2 /2 = 0,096 + 0,075 = 0,171 м = 171 мм.

3 . Принимаем к укладке трубы диаметром 32 мм.

4 . Определяется теплоотдачу «эталонного» пола по графику рис. 9: q эт1 = 880 Вт/м2 [760 ккал/(м2 × ч)]; q эт2 = 580 Вт/м2 [500 ккал/(м2 × ч)].

5 . Определяются поправочные коэффициенты К1, К2, К4, К5 на изменение теплоотдачи q эт пола при отступлении от «эталонных» условий:

К1 = 0,78 при t н = -8 ° С; (К2)1 = 1 при t тн = 65 ° С; (К2)2 = 1,15 при t тн = 80 ° С; К4 = 1,05 при d = 32 мм; (К5)1 = 1,26 при d = 32 мм, h 1 = 76 мм; (К5)2 = 1,1 при d = 32 мм, h 2 = 171 мм.

6 . Определяются значение К3 и шаг раскладки труб по графику рис. 10 и формуле ( 21 ) для данных примера 2 ( t тн2 = 80 ° С, h 1 = 81 мм):

(К3)1 = 650/(760 × 0,78 × 1,15 × 1,05 × 1,26) = 0,89; S = 250 мм.

Для данных примера 3 ( t тн1 = 65 ° С, h 2 = 171 мм):

(К3)2 = 330/(500 × 0,78 × 1 × 1,05 × 1,1) = 0,735; S = 340 мм.

7 . Определяется неравномерность распределения температуры на поверхности пола по графикам рис. 12 , 13 и формуле (22): А1 = 0,75 при t н = -8 ° С; (А2)1 = 1,29 при t н = 80 ° С и (А2)2 = 1,2 при t н = 65 ° С; (А3)1 = 1,82 при R тр1 = 0,093 (м2 × ° С)/Вт [0,108 (м2 × ч × ° С)/ккал]; (А3)2 = 1,45 при R тр2 = 0,155 (м2 × ° С)/Вт [0,18 (м2 × ч × ° С)/ккал]; (А4)1 = 1,5 при S = 250 мм; (А4)2 = 3 при S = 340 мм; А5 = 0,95 при d = 32 мм; (А6)1 = 0,81 при h 1 = 76 мм; (А6)2 = 0,93 при h = 171 мм.

Для примера 2: (А)1 = 0,75 × 1,29 × 1,82 × 1,5 × 0,95 × 0,81 = 2,03;

для примера 3: (А)2 = 0,75 × 1,2 × 1,45 × 3 × 0,95 × 0,93 = 3,45

8 . Проверяется условие (23) (А < Атр):

для примера 2: (Атр)1 = 9,8/3,6 = 2,7; 2,03 < 2,7.

Условие ( 23) выполнено, расчет окончен. Для примера 3: (Атр)2 = 5/3,6 = 1,38; 3,45 < 1,38.

Условие ( 23) не выполнено. Температура на поверхности пола недостаточна, требуется уменьшить шаг раскладки труб.

9 . Для примера 3 максимально изменяется шаг раскладки труб. Минимальный шаг раскладки труб диаметром d = 32 мм стальных змеевиков равен S = 250 мм. При ( S )2 = 250 мм (А4)2 = 1,5. Тогда (А)2 = 3,45/3 × 1,5 = 1,73.

10 . По формуле ( 21 ) определяется удельная тепловая нагрузка на систему при (К3)2 = 0,90 ( S = 250 мм)

q оп2 = к q эт = 1,163 × 0,78 × 1,0 × 0,90 × 1,05 × 1,1 × 500 = 525 Вт/м2 [450 ккал/(м2 × ч)].

11 . Из формулы ( 16 ) определяется необходимая температура поверхности пола t п , ° С:

t п = 525 × 0,011/1,163 × 0,73 = 6,75 ° С

12 . Определяется коэффициент (Атр)2 по формуле ( 23 ):

(Атр)2 = 6,75/3,6 = 1,87.

13 . Проверяется условие (23): 1,73 < 1,87

Условие ( 23) выполнено, расчет закончен.

Пример 5 . Для условий примера 4 задан шаг рас кладки труб S = 280 мм вместо температуры поверхности пола. Необходимо определить требуемое термическое сопротивление пола R тр1 (м2 × ° С)/Вт [(м2 × ч × ° С)/ккал], а также среднюю и минимальную температуру поверхности пола t п и tmin .

Исходные данные: удельная тепловая нагрузка на обогреваемый пол q оп = 755 Вт/м2 [(650 ккал/(м2 × ч)]; коэффициенты К1 = 0,78 (при t н = -8 ° С); К2 = 1,15 (при t тн = 80 ° С); К4 = 1,04 (при d = 32 мм); К5 = 1,1 (при d = 32 мм, h = 171 мм).

Определяются следующие величины:

1 . Коэффициент К3 по графику на рис. 10

К3 = 0,82 при S = 280 мм

2 . Теплоотдача «эталонного» пола, q эт ккал/м2 ч, по формуле ( 21 ):

q эт = 755/0,78 × 1,15 × 0,82 × 1,04 × 1,1 = 9 10 Вт/м2 [780 ккал/(м2 × ч)]

3 . Требуемое термическое сопротивление R тр пола, м2 × ° С/Вт [(м2 × ч × ° С)/ккал] по графику рис. 8 :

R тр = 0,089 (м2 × ° С)/Вт [0,104 (м2 × ч × ° С)/ккал].

4 . Средняя температура поверхности пола по формуле (18): t п = 80 - 650 × 0,104 = 13,5 ° С.

5 . Коэффициенты А1 - А6 по графикам рис. 12 и 13 , и А по формуле (22): А1 = 0,75 (при t н = -8 ° С);

А2 = 1,29 (при t тн = 80 ° С); А3 = 1,78 (при R тр = 0,104 м2 × ч × ° С/ккал); А4 = 1,9 (при S = 280 мм); А5 = 0,95 (при d = 32 мм); А6 = 0,81 (при S = 76 мм); А = 0,75 × 1,29 × 1,78 × 1,9 × 0,95 × 0,81 = 2,54

6 . Минимальная температура на поверхности пола по формуле (23): tmin = 13,5/2,64 = 5,1 ° С > 3,6 ° С.

Условие незамерзания воды в процессе испарения выполнено.

Пример 6 . Для условий примера 4 определить расход воды на систему при площади насосной F п = 5520 м2, количестве обогреваемых участков и длину змеевиков.

Исходными данными для расчета являются: тепловая нагрузка на обогреваемый пол, q оп = 755 Вт/м2 [650 ккал/(м2 × ч)]; площадь обогрева F п = 5520 м2; температура теплоносителя в подающей и обратной магистралях t под = 90 ° С, t обр = 70 ° С; располагаемый перепад давления в системе - 120 кПа (12 м вод. ст.).

Определяются следующие величины:

1 . Расчетный расход воды G , кг/ч, по формуле ( 25 ):

G = 0,05 × 650 × 5520 = 179,4 × 103 кг/ч.

2 . Оптимальная скорость воды в змеевике W опт , м/с, по графику рис. 14 при q оп = 755 Вт/м2 [650 ккал/(м2 × ч)] и D h = 10 м вод. ст.

W опт = 0,8 м/с.

3 . Расход воды в системе G у , кг/ч, при W опт = 0,8 м/с, d = 32 мм по формуле ( 31 )

Gy = 2,9 × 103 × 0,8 = 2,33 × 103 кг/ч.

4 . Количество систем обогрева n , сист., при стальных змеевиках по формуле ( 33 ):

n = (179,4 × 103)/(2,33 × 103) = 78 сист.

5 . Площадь участка пола, обогреваемого одной системой, F у , м2, по формуле ( 35 ) или по графику рис. 15: F у = 5520/78 = 71 м2.

Принимаем участки, размером 12 ´ 6 м2, тогда F у = 72 м2, n = 77 шт., W опт = 0,81 м/с, D h = 105 кПа (10,5 м вод. ст.).

6 . Длина змеевика l , м, для одной системы по формуле ( 37 ) при S = 280 мм или по графику рис. 15 .

l = 72/0,28 = 257 м.

7 . Потери давления в змеевике D h , кПа (м вод. ст.) по формуле ( 40 ): D h = 1,3 × 105 × 0,813/650 = 105 кПа (10,5 м вод. ст.).

8 . Проверяем условие ( 43 ) при D H расп = 12 м вод. ст.

10 ,5 м вод. ст. < 12 м вод. ст.

Условие выполняется, расчет закончен.

Приложение 2

Уровни расположения и размеры проемов и вертикальных ограждений на площадках различных типов

Тип площадок

Нижний бортик, м

Нижний проем, м

Вертикальное ограждение, м

Верхний проем, м

Без ограждений

   0,2 - 0,3

-

-

По всей высоте

С вертикальными ограждениями

а) 0,2 - 0,3

0,3

2,5

3,3

б) 0,2 - 0,3

0,3 - 0,5

1,4

2,7 - 3,3

в) 0,2 - 0,3

1

2,2 - 4,0

0,6

г) 0,2 - 0,3

0,6 - 1,8

1; 2,2

1,8

Приложение 3

Значения понижающих коэффициентов при определении расчетного слоя снега, откладывающегося на площадках при снегопаде и метели

Таблица 6 . Коэффициент интенсивности попадания снегопада на площадку различных типов

Тип площадки

кс

в пл = 6 м

в пл = 12 м

в пл = 18 м

Без ограждений

1

0,5

0,33

С вертикальными ограждениями

а) 0,33

0,17

0,11

       б) 0,3 - 0,4

0,15 - 0,2

0,1 - 0,13

          в) 0,07 - 0,1

0,04 - 0,05

0,02 - 0,04

Таблица 7 . Коэффициент снегозадержания у препятствий при метелях различных типов Кот = 1 - (Кбор + 0,5Коб + Кво)

Тип площадки

Поземки

Низовые метели

Общие метели

Кбор

Коб

Кво

Кот

Кбор

Коб

Кво

Кот

Кбор

Коб

Кво

Кот

Без ограждений

0,985

0,009

-

0,011

0,95

0,016

-

0,042

0,856

0,046

-

0,12

С вертикальными ограждениями

0,985

0,009

0,096

0,005

0,95

0,016

0,033

0,01

0,856

0,046

0,098

0,023


Приложение 4

Повторяемость снегопадов, температуры наружного воздуха и скорости ветра при снегопадах

Район завода

Снегопад

Метель

Повторяемость по месяцам

интенсивность jc , м/ч

время, t с , ч

интенсивность j м , м3/мч

XI

ХП

1

n ,

,

,

t ср. мес , ° С

KXI

n ,

,

,

t ср. мес , ° С

KXII

n ,

,

,

t ср. мес , ° С

KI

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

Горький

0,027

3,8

0,5

-

-

5,1

-3,2

-

6

-8

5,1

-9,2

0,033

4

-12

4,3

-12

0,054

57

7

57

14

13,2

Кириши

0,014

16,25

0,27

2

-2

5,5

-2,3

0,033

3

-5

6,5

-7

0,036

4

-10

4,3

-9,7

0,038

15

61

8

61

8

15,3

Куйбышев

0,022

6,25

0,33

7

-4

5,4

-4,1

0,08

10

-10

5,4

-10,7

0,152

7

-14

4,2

-13,8

0,0134

34

44

12

44

6

15,8

Москва

0,012

8

0,1

-

-

4,9

-2,2

-

6

-8

4,9

-7,6

0,171

4

-10

4,2

-10,2

0,029

51

8

51

17

13,5

Омск

0,01

10,5

0,2

4

-5

5,1

-8,9

0,01

2

-17

5,1

-16,5

0,08

-

-

4,5

-19,2

-

23

57

6

57

14,2

Пермь

0,022

6,25

0,17

7

-5

6,2

-6,6

0,048

10

-10

5,2

-12,9

0,07

7

-14

3,9

-15,1

0,032

18

61

19

61

14

14,6

Рязань

0,012

8

0,17

-

-

7,3

-2,6

-

5

-7

7,3

-8,2

0,025

6

-12

3,7

-11,1

0,099

55

8

55

34

20,2

Тобольск

0,01

12,25

0,36

6

-6

6,3

-9,3

0,124

2

-16

5,5

-16,4

0,014

1

-20

6,3

-18,5

0,006

16

65

8

69

8

13,7

Уфа

0,022

6,25

0,5

7

-3

5,5

-5,9

0,009

10

-11

5,5

-11,2

0,034

7

-16

5,5

-14,6

0,035

25

70

11

70

19

14,3

Ярославль

0,012

8

0,4

2

3

5,5

-3,2

0,028

5

-9

5,5

-8,9

0,05

6

-14

5,5

-11,6

0,04

21

53

16

53

13

15,9

Продолжение прил. 4

Район завода

Повторяемость по месяцам

II

III

Годовая

К расч.

n , с/мес

t ср. мес

KII

n

t ср. мес

KIII

, с/год

, 1/год

, 1/год

Расчетный мес.

Горький

4

-11

5,1

-11,6

0,043

3

-5

5,1

-5,6

0,048

17

86

57

0,054 - I

15

57

21

57

Кириши

2

-9

5,5

-9,4

0,018

3

-3

5,5

-5

0,012

15

62

61

0,038 - I

8

61

23

61

Куйбышев

4

-12

5,4

-13

0,018

6

-6

5,4

-6,8

0,04

36

86

44

0,152 - Х II

13

44

18

44

Москва

4

-8

4,9

-6,6

0,048

3

-4

4,9

-4,7

0,08

17

100

51

0,171 - Х II

17

51

37

51

Омск

4

-18

5,1

-17,8

0,03

1

-10

5,1

-11,8

0,022

17

94

57

0,08 - Х II

12

57

30

57

Пермь

4

-13

5,2

-13,4

0,008

6

-7

5,2

-7,2

0,07

35

100

62

0,07 - Х II

6

61

41

61

Рязань

2

-9

7,3

-10,4

0,01

3

-5

7,3

-7,3

0,08

19

100

55

0,099 - I

8

55

25

55

Тобольск

2

-13

5,5

-16,1

0,012

1

-11

5,5

-9,2

0,02

13

92

65

0,124 - XI

8

69

22

69

Уфа

4

-8

5,5

-13,7

0,03

6

-8

5,5

-7,4

0,03

36

96

70

0,035 - I

15

70

19

70

Ярославль

2

-12

5,5

-11,5

0,016

3

-5

5,5

-6,2

0,009

19

84

53

0,05 - Х II

13

53

4

53

Список литературы

1 . СНиП 2.01.01-82 . Строительная климатология и геофизика. М.: Стройиздат, 1983.

2 . СНиП II.В-8-71. Полы. Нормы проектирования. М.: Стройиздат, 1971.

3 . Инструкция по применению полиэтиленовых труб в системах панельного отопления. ВНИИГС, Минмонтажспецстроя СССР, Л., 1979.

4 . Справочник по теплоснабжению и вентиляции. Киев, Госстройиздат, 1959, 620 с.

5 . Инструкция по проектированию опускных колодцев в тиксотропной рубашке. СН 476-75. М.: Стройиздат, 1976.

6 . Михель В.М., Руднева А.В., Липовская В.И. Переносы снега при метелях и снегопадах на территории СССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1969, 215 с.

7 . Павлов А.В. Теплообмен промерзающих и протаивающих грунтов с атмосферой. М.: Наука, 1965, 250 с.

8 . Справочник проектировщика. Под ред. И.Г. Староверова, ч. 1. М.: Стройиздат, 1977. 500 с.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Общие положения . 2

2. Требования к обогреваемым полам и их конструктивные решения . 3

3. Размещение нагревательных трубопроводов и подготовка к бетонированию .. 6

4. Расчет систем обогрева полов открытых площадок . 7

Общие положения . 7

Определение расчетных параметров климата в районе расположения площадки . 7

Определение расчетной температуры поверхности пола . 8

Определение тепловой нагрузки на систему . 10

Теплотехнический расчет системы .. 11

Гидравлический расчет системы обогрева . 15

Приложение 1 . Примеры расчета . 18

Приложение 2 . Уровни расположения и размеры проемов и вертикальных ограждений на площадках различных типов . 23

Приложение 3 . Значения понижающих коэффициентов при определении расчетного слоя снега, откладывающегося на площадках при снегопаде и метели . 23

Приложение 4 . Повторяемость снегопадов, температуры наружного воздуха и скорости ветра при снегопадах . 24

Список литературы .. 26