Метою теплового розрахунку опалювальних приладів є підбір типорозмірів конвекторів і сталевих радіаторів або визначення кількості секцій чавунних радіаторів, для забезпечення потрібного теплового потоку в приміщення.
За сучасною методикою випробування опалювальних приладів для визначення їх номінального теплового потоку q н виконуються за таких нормованих умов:
- температурний напір /різниця середньої температури води з опалювальному приладі і температури повітря в приміщенні / ∆tн=700С;
- витрата води в опалювальному приладі G н =360 кг/год (0,1 кг/с);
- схема руху води в опалювальному приладі – "зверху-вниз";
Тепловий потік опалювального приладу, q пр , Вт, при умовах, що відрізняються від нормованих, визначають за формулою:
q пр = q н 
, (13)
де qн – номінальний тепловий потік опалювальних приладів при нормованих умовах, Вт (див.дод.10); ∆tр – розрахунковий температурний напір в опалювальному приладі, °С, ∆tр = 
; Gр – розрахункова витрата води в опалювальному приладі, кг/год; n, p - емпіричні показники степеня; значення цих показників для деяких опалювальних приладів наведені в табл.9; b – коефіцієнт, який залежить від розрахункового барометричного тиску Рб, можна прийняти b = 1; с – коефіцієнт, який враховує схему руху води в опалювальному приладі: беруть за даними табл.9; 
– коефіцієнт, який враховує зменшення теплового потоку опалювального приладу при русі води в ньому за схемою "знизу-вгору"; для чавунних секційних радіаторів, і конвекторів типу "Акорд" у даній роботі можна взяти =0,9.
– коефіцієнт на число рядів опалювальних приладів по вертикалі, який враховує зменшення теплового потоку верхніх приладів, що омиваються нагрітим потоком повітря від нижче розташованих приладів. Для конвекторів типу "Акорд", розміщуваних у два ряди по вертикалі, приймають =0,92;
– поправочний коефіцієнт, який враховує зменшення теплового потоку опалювальних приладів, розміщених у два ряди у глибину, при такому розміщенні конвекторів типу "Акорд" =0.94.
Таблиця 9
Значення показників n, р, c для визначення теплового потоку
Опалювальних приладів
| Тип опалювального приладу | Схема руху води в приладі | Витрата води G, кг/год | Показники | ||
| n | p | c | |||
| Радіатор чавунний секційний МС-140-108, ТОВ „Прес” секційний, регісторний | Зверху-вниз | 18-54 54-536 536-900 | 0,3 0,3 0,3 | 0,02 0,01 | 1,039 0,996 |
| Знизу-вниз | 18-115 119-900 | 0,15 0,15 | 0,08 | 1,092 | |
| Знизу-вгору | 18-61 65-900 | 0,25 0,25 | 0,12 0,04 | 1,113 0,97 | |
| Конвектор настінний з кожухом типу „Комфорт” | - | 36-86 90-900 | 0,35 0,35 | 0,18 0,07 | |
| Конвектор настінний без кожуха типу „Акорд” | Будь-яка | 36-900 | 0,2 | 0,03 | |
| Радіатор алюмінієвий секційний типу „Калідор” | Знизу-вниз | 20-102 | 0,32-0,37 |
Отже, потрібний тепловий потік, Вт, опалювального приладу, зведеного до нормованих умов, треба визначати за формулою:
= 
. (14)
Розрахункову теплову потужність Q о.п., Вт, опалювального приладу потрібно визначати за формулою:
Q о.п.=(Q 1 -0,9 Q тр ) b 2 b 3, (15)
де Q1 – тепловтрати приміщення, Вт; Q тр – тепловий потік, Вт, від неізольованих трубопроводів системи опалення, прокладених в приміщенні; b 2 – коефіцієнт, який враховує додаткові витрати теплотиопалювальними приладами, розміщеними біля зовнішніх стін; b 2 = 1,01;
b 3 – коефіцієнт, що враховує спосіб установки опалювальних приладів. Для опалювальних приладів, встановлених відкрито біля стіни або в ніші, b 3 = 1,0; для приладів, закритих декоративною решіткою, яка не дістає до підлоги 100 мм, b 3 = 1,15.
Тепловіддачу, Вт, відкрито прокладених сталевих труб в опалюваному приміщенні визначають за формулою:
Q тр= q тр(l в – 1,28 l г), (16)
де q тр – тепловий потік 1 м відкрито прокладених у приміщенні вертикальних сталевих труб залежно від діаметра і температурного напору ∆ t трТ, визначається за графіком на рис.4; l в – довжина вертикальних труб, м; lг – довжина горизонтально прокладених труб, м.
Температурний напір ∆ t трТ рекомендується визначати так:
§ в однотрубних вертикальних системах опалення ∆ t трТ=∆ t Т, тобто, такий за величиною, як і температурний напір для опалювального приладу, що розраховується;
§ в однотрубних горизонтальних системах опалення: для трубопроводів гарячої і охолодженої води відповідно ∆ t тр.гТ = t г – t вн і ∆ t тр.оТ= t о – t в.
Температурний напір, в опалювальному приладі визначають за формулою:
∆ t Т = t вх - 
, (17)
де t вх – температура води, що надходить в опалювальний прилад, 0С;
t о.п. – перепад температур води в опалювальному приладі, 0С;
t вн – розрахункова температура повітря в приміщенні, °С.
У двотрубних системах водяного опалення температура води t вх, що надходить у кожний опалювальний прилад, дорівнює розрахунковій температурі гарячої води t г, тобто t вх = t г.
Рис. 4. Графік для визначення теплового потоку 1 м відкрито
прокладених у приміщенні вертикальних сталевих труб
В однотрубних системах водяного опалення температуру води, що надходить в кожний опалювальний прилад, визначають за такими формулами:
для вертикальних систем
t вх = t г - 
; (18)
для горизонтальних систем
t вх = t г - 
, (19)
де ∑ Q 1 – сумарна теплова потужність опалювальних приладів, розташованих за рухом води до опалювального приладу, що розраховується, Вт; G ст і G п.в. – відповідно витрати води в стояку та горизонтальній приладовій вітці, кг/год; визначаються за результатами гідравлічного розрахунку трубопроводів системи опалення.
Перепад температур води, °С, у кожному опалювальному приладі в однотрубних системах опалення визначають за формулами:
∆tо.п. = 
; (20)
∆tо.п. = 
, (21)
де G о.п. – витрата води в опалювальному приладі, кг/год; α – коефіцієнт затікання води в опалювальний прилад, величину якого можна приймати:
- для опалювальних приладів з регулюючим триходовим краном типу КРТ α = 1;
- з регулюючим прохідним краном типу КРП і діаметром стояка 15 мм
α = 0,45, 20 мм α = 0,56;
- з термостатичним клапаном α = 0,5.
Перепад температур води, °С, у кожному опалювальному приладі горизонтальної приладової вітки двотрубної системи опалення визначають за формулою:
∆ t о.п. = 
, (22)
де Q п.в. – сума тепловтрат ∑ Q 1 приміщень, які обслуговуються приладовою віткою, Вт.
Витрату води, кг/год, в опалювальних приладах двотрубних систем водяного опалення з горизонтальними приладовими вітками треба визначати за формулою:
G о.п.= G о.п. 
, (23)
де Q 1 – тепловтрати приміщення, для якого розраховується опалювальний прилад, Вт; ∑ Q 1 – сумарні тепловтрати приміщень, що обслуговуються горизонтальною приладовою віткою, Вт.
Фактичний тепловий потік прийнятого до установки опалювального приладу Q нф, зведений до нормованих умов, не має бути меншим, ніж на 5% або на 60 Вт за потрібний тепловий потік Q нпотр. Розходження М, %, між величинами Q нф і Q нпотр для кожного опалювального приладу визначають за формулою:
М= 
. (24)
Послідовність розрахунку опалювальних приладів в різних системах водяного опалення розглядається в наведеному нижче прикладі.
Приклад 3. Розрахунок опалювальних приладів сходової клітки житлового
будинку
Початкові дані
Система водяного опалення дев'ятиповерхового житлового будинку в м.Києві приєднується до теплової мережі з розрахунковим перепадом температур води Т г- t 0=І50-70°С за залежною схемою з тепловим пунктом. Розрахункова теплова потужність системи опалення (без сходової клітки), складає Q с.о.= 53080 Вт. Розрахункова теплова потужність опалення сходової клітки Q с.к.=4720 Вт. Опалювальні прилади сходової клітки – конвектори без кожуха типу "Акорд", приєднані до вводу теплової мережі за передвключеною схемою /перед підмішуючим насосом чи елеватором/. Установка конвекторів передбачається на внутрішній стіні на першому поверсі безпосередньо за тамбуром вхідних дверей, максимально можлива довжина опалювального приладу 1,4 м. Розрахункова температура внутрішнього повітря у сходовій клітці
t вн=16 0С. Тепловтрати сходової клітки складають Q 1=4580 Вт.
Послідовність розрахунку
Попередньо вибираємо установку конвекторів у два ряди по вертикалі та один ряд у глибину за послідовною схемою руху води в опалювальному приладі.
Обчислюємо витрату води, що надходить із теплової мережі і проходить через опалювальний прилад сходової клітки
G т.м.= G о.п.= 
За формулою (15) визначаємо розрахунковий тепловий потік опалювального приладу сходової клітки
Q о.п. = 4580х1,0х1,0=4580 Вт,
де b2 =1 (установка опалювального приладу біля внутрішньої стіни); b3 =1 (установка опалювального приладу вільно біля стіни); тепловіддачею трубопроводів 0,9 Q тр нехтуємо через їхню відносно незначну довжину.
За формулою (20) обчислюємо перепад температур води в опалювальному приладі сходової клітки
∆ t о.п.= 
За формулою (17) обчислюємо температурний напір в опалювальних приладах
∆ t т= 
Коефіцієнт 
= 
де n =0,2 – за табл. 9.
Коефіцієнт 
= 
де р = 0,03 – за табл. 9.
Коефіцієнт Ψ2 на дворядну установку конвекторів "Акорд" по вертикалі згідно із поясненням до формули (13):
Ψ2 =0,92.
Згідно із поясненнями до формули (13) коефіцієнти С=1. Ψ1 =1 (схема руху води в опалювальному приладі "зверху - донизу"), Ψ3 =1 (однорядна установка опалювального приладу в глибину).
Потрібний тепловий потік опалювального приладу, зведений до нормованих умов, за формулою (14)
Q нпотр= 
Тут треба зауважити, що при використанні дворядних конвекторів К2А у формулі (14) необхідно приймати коефіцієнт Ψ2 =1 через те, що тепловий потік цих конвекторів визначений із урахуванням коефіцієнта Ψ2=0,92.
Аналіз номенклатурного ряду та теплотехнічних характеристик конвекторів "Акорд" за даними [8, табл. 8.1] показує, що у даному прикладі можна взяти дворядну установку по висоті та дворядку установку в глибину конвекторів К2А-1,237 із змішаною схемою руху води в опалювальному приладі (рис.5).
Витрата води в кожному вертикальному ряду конвекторів при цьому становить:
G о.п.= 
Отже, необхідно уточнити значення поправочного коефіцієнта φ2
= 
Крім того, згідно з поясненнями до формули (13) треба ввести поправочний коефіцієнт на установку конвекторів у два ряди в глибину:
=0,94.
Потрібний тепловий потік опалювального приладу, зведений до нормованих умов, за формулою (14):
Q нпотр= 
. 
Рис 5. Розміщення конвекторів на плані сходової клітки та схема
обв’язки конвекторів трубопроводами
Виконані розрахунки показують, що в даному прикладі доцільно за конструктивними та монтажними вимогами взяти установку двох дворядних конвекторів, розташованих у два ряди по глибині. Величина Q нпотр при цьому складає:
Q нпотр= 
Остаточно беремо до установки два дворядні конвектори типу 2КА-1,237 (Q н= 1237 Вт), сумарний тепловий потік яких становить:
∑ Q н=1237*2=2474 Вт,
що на 6,5 % перевищує потрібний тепловий потік.
