Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ

Купить Р НП АВОК 4.1.6-2009 — официальный бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Цена на этот документ пока неизвестна. Нажмите кнопку "Купить" и сделайте заказ, и мы пришлем вам цену.

Официально распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль".

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

Настоящие рекомендации распространяются на проектирование и монтаж систем отопления с потолочными подвесными излучающими панелями двух типов:

- из отдельных модулей стандартных ширины и длины;

- из сблокированных модулей стандартной ширины и произвольной длины.

Панели устанавливают под потолком помещения. Панели занимают минимальное пространство, и их конструкция позволяет быстро осуществлять монтаж.

Максимальное рабочее давление теплоносителя для панелей составляет до 10 бар в зависимости от производителя и модельного ряда.

Панели используют, как правило, в системах отопления с температурой теплоносителя до 95°С.

Оглавление

Введение
1 Область применения
2 Нормативные ссылки
3 Термины и определения
4 Технические особенности систем отопления с панелями
5 Конструкция панелей
5.1 Устройство отдельного модуля панели
5.2 Габариты и монтажные размеры панели
5.3 Поверхность панели
5.4 Специальное исполнение панелей
5.5 Теплоизоляция верхней части панелей
6 Расположение панелей
7 Подключение панелей
8 Гидравлическая балансировка панелей
9 Регулирование теплоотдачи панелей
10 Монтаж панелей
10.1 Способы монтажа панелей
10.2 Соединение отдельных модулей
11 Общие требования к проектированию систем панельно-лучистого отопления
12 Требования к комфортности тепловой обстановки в помещении при отоплении панелями
13 Теплоотдача панелей
14 Рекомендации по гидравлическому расчету панелей
15 Оценка тепловых условий в помещении с панелями
Приложение А (справочное) Габариты и монтажные размеры панелей Zehnder, модель ZBN
Приложение Б (справочное) Технические данные панелей Zehnder, модель ZBN
Приложение В (справочное) Технические данные и теплоотдача панелей Zehnder, модель ZIP
Приложение Г (справочное) Теплоотдача панелей Zehnder, модель ZBN
Приложение Д (справочное) Данные по гидравлическим потерям панелей и подводящих трубопроводов панелей Zehnder
Приложение Е (справочное) Пример подбора и расчета панелей
Приложение Ж (обязательное) Уточненный метод расчета теплоотдачи панели и тепловых условий в помещении
Библиография

Показать даты введения Admin

Р НП «АВОК» 4.1.6-2009

РЕКОМЕНДАЦИИ АВОК

СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ С ПОТОЛОЧНЫМИ
ПОДВЕСНЫМИ ИЗЛУЧАЮЩИМИ ПАНЕЛЯМИ

2009

Предисловие

Сведения о рекомендациях

1 РАЗРАБОТАНЫ творческим коллективом специалистов некоммерческого партнерства «Инженеры по отоплению, вентиляции, кондиционированию воздуха, теплоснабжению и строительной теплофизике» (НП «АВОК»):

Ю.Я. Кувшинов, доктор техн. наук (НП «АВОК») - руководитель;

Ю.А. Табунщиков, доктор техн. наук (НП «АВОК»);

А.В. Баранов (ООО «Цендер ГмбХ»);

Н.В. Шилкин, канд. техн. наук (МАрхИ).

2 УТВЕРЖДЕНЫ И ВВЕДЕНЫ В ДЕЙСТВИЕ приказом Президента НП «АВОК» от 28 сентября 2009 г.

3 ВВЕДЕНЫ ВПЕРВЫЕ.

Содержание

Введение

1 Область применения

2 Нормативные ссылки

3 Термины и определения

4 Технические особенности систем отопления с панелями

5 Конструкция панелей

5.1 Устройство отдельного модуля панели

5.2 Габариты и монтажные размеры панели

5.3 Поверхность панели

5.4 Специальное исполнение панелей

5.5 Теплоизоляция верхней части панелей

6 Расположение панелей

7 Подключение панелей

8 Гидравлическая балансировка панелей

9 Регулирование теплоотдачи панелей

10 Монтаж панелей

10.1 Способы монтажа панелей

10.2 Соединение отдельных модулей

11 Общие требования к проектированию систем панельно-лучистого отопления

12 Требования к комфортности тепловой обстановки в помещении при отоплении панелями

13 Теплоотдача панелей

14 Рекомендации по гидравлическому расчету панелей

15 Оценка тепловых условий в помещении с панелями

Приложение А (справочное) Габариты и монтажные размеры панелей Zehnder, модель ZBN

Приложение Б (справочное) Технические данные панелей Zehnder, модель ZBN

Приложение В (справочное) Технические данные и теплоотдача панелей Zehnder, модель ZIP

Приложение Г (справочное) Теплоотдача панелей Zehnder, модель ZBN

Приложение Д (справочное) Данные по гидравлическим потерям панелей и подводящих трубопроводов панелей Zehnder

Приложение Е (справочное) Пример подбора и расчета панелей

Приложение Ж (обязательное) Уточненный метод расчета теплоотдачи панели и тепловых условий в помещении

Библиография

Введение

Отопительные панели - один из наиболее комфортных видов обогрева помещения. Панели представляют собой конструкцию из греющих элементов змеевиковой и регистровой формы, по которым движется теплоноситель. Используют панели двух типов:

- совмещенные с ограждающими конструкциями здания. В панелях этого типа греющие элементы замоноличивают в наружные стены, перекрытия, внутренние перегородки;

- подвесные, или приставные. Панели этого типа представляют собой отдельную конструкцию, жестко прикрепленную к ограждающим конструкциям здания. Греющие элементы плотно примыкают к теплоотдающей поверхности. С тыльной стороны панель покрывают теплоизоляцией.

Потолочные подвесные излучающие панели обладают следующими преимуществами перед совмещенными:

- имеют малую тепловую инерционность;

- способствуют улучшению звукоизоляции помещения;

- пространство над панелями можно использовать для размещения воздуховодов, трубопроводов и кабелей;

- ремонт и обслуживание панелей осуществляют без вскрытия конструкции.

Характеристики потолочных подвесных излучающих панелей заводского изготовления определяются их конструкцией и моделью. В настоящих рекомендациях в качестве примера рассматриваются потолочные подвесные излучающие панели фирмы Zehnder (приложения А-Е).

РЕКОМЕНДАЦИИ АВОК

СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ С ПОТОЛОЧНЫМИ
ПОДВЕСНЫМИ ИЗЛУЧАЮЩИМИ ПАНЕЛЯМИ

RADIANT HEATING CEILING
PANEL SYSTEMS

Дата введения - 2009-11-02

1 Область применения

1.1 Настоящие рекомендации распространяются на проектирование и монтаж систем отопления с потолочными подвесными излучающими панелями (далее - панели) двух типов:

- из отдельных модулей стандартных ширины и длины;

- из сблокированных модулей стандартной ширины и произвольной длины.

1.2 Панели используют для отопления помещений любого типа высотой от 3 до 30 м:

- помещений для технического обслуживания судов, самолетов и автомобилей;

- производственных помещений в машиностроительной, электронной, деревообрабатывающей и керамической отраслях промышленности;

- многоэтажных хранилищ и складов;

- торговых залов и универмагов;

- выставочных центров;

- пожарных депо;

- гаражей;

- спортивных залов;

- центров отдыха и т.д.

1.3 Панели устанавливают под потолком помещения. Панели занимают минимальное пространство, и их конструкция позволяет быстро осуществлять монтаж.

1.4 Максимальное рабочее давление теплоносителя для панелей составляет до 10 бар в зависимости от производителя и модельного ряда.

1.5 Панели используют, как правило, в системах отопления с температурой теплоносителя до 95°С.

2 Нормативные ссылки

В настоящих рекомендациях использованы ссылки на следующие нормативные документы:

ГОСТ 12.1.005-88* Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны

ГОСТ 30494-96 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях

СНиП 2.08.02-89* Общественные здания и сооружения

СНиП 41-01-2003 Отопление, вентиляция и кондиционирование

СанПиН 2.2.4.548-96 Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений

НПБ 105-2003 Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности

3 Термины и определения

В настоящих рекомендациях применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 добавочные теплопотери: Надбавки в виде процентов к основным теплопотерям через вертикальные наружные ограждения.

3.2 комфортность тепловой обстановки: Тепловые условия в помещении, при которых человек не испытывает чувства перегрева или переохлаждения.

Примечание - Комфортность тепловой обстановки достигается определенным уровнем и соотношением лучистой, конвективной и за счет испарения влаги теплоотдачи организмом человека.

3.3 комфортные параметры микроклимата: Комплекс численных значений температуры воздуха, радиационной температуры, подвижности и влажности воздуха, обеспечивающих комфортность тепловой обстановки в помещении.

3.4 конвективная теплоотдача организма человека: Тепловой поток, передаваемый поверхностью организма человека воздуху помещения за счет естественной конвекции.

3.5 конвективная теплоотдача панели: Теплоотдача теплоотдающей поверхности в воздух помещения за счет естественной конвекции.

3.6 локальная асимметрия результирующей температуры: Разность результирующих температур в точке помещения, определенных шаровым термометром для двух противоположных направлений.

[ГОСТ 30494-96, пункт 2]

3.7 лучистая теплоотдача организма человека: Тепловой поток, передаваемый поверхностью организма человека в сторону окружающих поверхностей в помещении.

3.8 лучистая теплоотдача панели: Теплоотдача теплоотдающей поверхности в сторону помещения за счет излучения.

3.9 микроклимат помещения: Состояние внутренней среды помещения, оказывающее воздействие на человека, характеризуемое показателями температуры воздуха и ограждающих конструкций, влажностью и подвижностью воздуха.

[ГОСТ 30494-96, пункт 2]

3.10 основные теплопотери: Потери теплоты через наружные ограждения за счет разности внутренней и наружной температуры.

3.11 подвижность воздуха: Средняя или локальная скорость движения воздуха в пределах обслуживаемой зоны помещения, измеренная или принятая по нормам.

3.12 потолочная подвесная излучающая панель: Отопительный прибор, устройство для передачи теплоты в помещение от циркулирующего теплоносителя.

Примечание - Панель имеет теплоотдающую поверхность, обращенную в сторону пола, жестко прикреплена к потолочной конструкции.

3.13 обслуживаемая зона помещения: Пространство в помещении, ограниченное плоскостями, параллельными полу и стенам: на высоте 0,1 и 2,0 м над уровнем пола (но не ближе чем 1,0 м от потолка при потолочном отоплении), на расстоянии 0,5 м от внутренних поверхностей наружных и внутренних стен, окон и отопительных приборов.

[ГОСТ 30494-96, пункт 2]

 

3.14 радиационная температура помещения: Осредненная по площади (по коэффициентам облученности) температура внутренних поверхностей ограждений помещения и отопительных приборов.

[ГОСТ 30494-96, пункт 2]

 

3.15 результирующая температура помещения: Комплексный показатель радиационной температуры помещения и температуры воздуха помещения.

[ГОСТ 30494-96, пункт 2]

3.16 система панельно-лучистого отопления: Система отопления с отопительными приборами в виде панелей.

3.17 средняя температура поверхности панели: Осредненная по площади теплоотдающей поверхности панели температура, определяющая суммарную теплоотдачу панели.

3.18 средняя температура теплоносителя: Среднеарифметическая температура воды на входе и выходе из панели.

3.19 суммарная теплоотдача панели: Отдача теплоты теплоотдающей поверхности.

3.20 температура воздуха в помещении: Средняя или локальная температура воздуха в пределах обслуживаемой зоны помещения, измеренная или принятая по нормам.

3.21 температура горячей воды: Температура теплоносителя на входе в панель.

3.22 температура обратной воды: Температура теплоносителя на выходе из панели.

3.23 тепловая нагрузка на систему отопления: Сумма теплопотерь помещения, равная требуемой тепловой мощности системы отопления.

3.24 теплозащита одежды: Показатель, численно оцениваемый величиной сопротивления теплопередаче, которая в зарубежных нормах исчисляется с помощью единицы clo (1 clo = 0,155 м2·С/Вт).

3.25 теплоноситель: Вода, проводящая теплоту к панелям и циркулирующая в системе отопления.

3.26 теплоотдача панели в стандартных условиях: Измеренная величина теплоотдачи той или иной панели при определенных условиях, определяемых, например, по [1].

3.27 теплоотдающая поверхность панели: Нагреваемая теплоносителем поверхность панели, обращенная в сторону пола помещения.

3.28 теплопотери от инфильтрации: Потери теплоты на нагревание наружного воздуха, фильтрующегося в помещение через притворы окон.

3.29 шаровой термометр: Тонкостенная полая сфера, моделирующая комплексное влияние температуры воздуха, радиационной температуры и подвижности воздуха в помещении.

4 Технические особенности систем отопления с панелями

4.1 Панели существенную часть теплоты передают в помещение посредством излучения; остальная часть передается за счет конвекции.

Основным теплоносителем в системе является вода, которая передает теплоту поверхности панели. Теплоотдающая поверхность, в свою очередь, передает теплоту помещению, обогревая его.

4.2 Преимущество системы заключается в непосредственной передаче теплоты поверхностям в помещении (в том числе поверхности организма человека) без нагрева воздуха помещения. Тепловые условия помещения определяются теплообменом организма человека с окружающими поверхностями. В помещении с холодными стенами и полом лучистая теплоотдача организма человека очень высока, и результирующая температура помещения ощущается как слишком низкая. Избыточная величина теплоотдачи может быть компенсирована за счет повышения температуры воздуха или внутренних поверхностей помещения. При отоплении с помощью панелей обогрев помещения осуществляют за счет повышения температуры внутренних поверхностей.

4.3 Более высокая степень комфортности тепловой обстановки в помещении достигается за счет следующих мероприятий:

- повышения уровня радиационной температуры помещения. Это позволяет понизить температуру воздуха и, следовательно, улучшить конвективную теплоотдачу организмом человека, что при повышенной теплозащите одежды (в холодное время года) воспринимается человеком комфортно;

- равномерного распределения температуры воздуха по высоте помещения (рисунок 1) и отсутствия перегрева верхней зоны и недогрева нижней зоны помещения, что наблюдается при отоплении с помощью нагрева воздуха помещения (рисунок 2).

Рисунок 1 - Вертикальный профиль температуры в помещении, отапливаемом панелями

(à - температура на высоте 1 м от пола помещения, измеренная шаровым термометром)

Рисунок 2 - Вертикальный профиль температуры в помещении, отапливаемом воздушной системой

(à - температура на высоте 1 м от пола, измеренная шаровым термометром)

5 Конструкция панелей

5.1 Устройство отдельного модуля панели

5.1.1 Панель состоит из профилированной стальной теплоотдающей поверхности, к которой посредством точечной сварки или запрессовки, гарантирующих максимальную теплопередачу, присоединены трубы из стали. Зиговка теплоотдающей поверхности в точности повторяет форму труб, проводящих теплоноситель.

5.1.2 Коллекторы выполнены из трубы квадратного или круглого сечения. Их оснащают необходимыми для подключения патрубками и заглушками.

5.1.3 Профилирование теплоотдающей поверхности служит для увеличения жесткости панели, что позволяет располагать оси подвеса панели (стационарные или подвижные) на расстоянии до 3000 мм друг от друга без уменьшения стабильности положения панели.

5.1.4 Верхняя отбортовка теплоотдающей поверхности также увеличивает статическую жесткость панели. Кроме этого, она служит для закрепления теплоизоляции. Теплоизоляция позволяет направить вниз весь поток излучения и способствует поглощению шума. Наиболее эффективны с точки зрения защиты от шума панели с перфорированной теплоотдающей поверхностью.

5.2 Габариты и монтажные размеры панели

5.2.1 Панели имеют ряд стандартной монтажной ширины.

5.2.2 Панели составляют из отдельных модулей длиной от 2000 до 7500 мм, расположенных друг за другом. Отдельные модули соединяют посредством сварки, резьбовых или пресс-фитингов. Места соединения закрывают декоративными крышками. Общая длина одной панели составляет не более 120000 мм.

5.2.3 Максимальное расстояние между осями подвеса - 3000 мм. Максимальное расстояние между коллектором и первой осью подвеса - 500 мм. Максимальное расстояние между соединением модулей и осью подвеса - 1500 мм.

5.2.4 Панели длиной до 25000 мм с максимальной рабочей температурой 95°С и максимальной разностью температуры 20°С могут быть подключены параллельно (с одного конца). При этом расстояние до перекрытия должно обеспечивать тепловое расширение панели.

Габаритные и монтажные размеры, а также технические характеристики панелей Zehnder приведены соответственно в приложениях А, Б, В.

5.3 Поверхность панели

Поверхность панели может быть гладкой или перфорированной. В обоих случаях теплоотдающую поверхность окрашивают порошковой эмалью с последующей полимеризацией при высокой температуре. Обработку поверхности производят из расчета на работу при температуре 95°С.

5.4 Специальное исполнение панелей

5.4.1 Панели могут быть выполнены с прерывистой теплоотдающей поверхностью для беспрепятственного проникновения дневного света через фонари верхнего света.

5.4.2 Коллекторы панелей могут быть закрыты декоративной крышкой, если важна эстетика помещения.

5.4.3 В панелях предусмотрены отверстия под встраиваемое оборудование: светильники различной формы, пожарные датчики, динамики и т.п.

5.4.4 Существуют панели со срезанной под углом теплоотдающей поверхностью. Их используют для максимального соответствия архитектонике помещения.

5.4.5 В некоторых случаях из гигиенических соображений целесообразно использовать дополнительную пластину, защищающую верхнюю поверхность панели от пыли.

5.4.6 Панели, используемые в спортивных залах, могут быть оснащены с верхней стороны решеткой, которая защищает их от застревания мяча.

5.5 Теплоизоляция верхней части панелей

5.5.1 В качестве теплоизоляции используют слой теплоизоляционного материала, как правило, толщиной 40 мм, с удельной теплопроводностью приблизительно 0,04 Вт/(м·°С) и плотностью около 25 кг/м3, покрытый с верхней стороны алюминиевой фольгой.

5.5.2 Ширина теплоизоляции должна соответствовать ширине панели.

5.5.3 Все швы и соединения следует прокладывать алюминиевой фольгой.

6 Расположение панелей

6.1 При использовании панелей тепловое излучение направляется в помещение сверху вниз. Равномерность распределения теплоты в помещении зависит от размеров помещения, температуры поверхности, площади теплоотдающей поверхности и расположения панелей.

Особенности расположения панелей:

- несколько рядов панелей располагают параллельно длинным наружным стенам, по одному ряду панелей - у остальных наружных стен;

- расстояние от наружной стены до ближайшей к ней панели должно составлять менее 0,25 высоты от пола до панели;

- расстояние между центральными осями панелей должно составлять или быть менее расстояния от пола до панели;

- панели большей ширины следует располагать вдоль наружных стен, в центре помещения - панели меньшей ширины (компенсация по наружным ограждениям);

- для уменьшения инвестиционных затрат рекомендуется использовать панели большей длины.

6.2 Если в помещении имеется другой вид отопления, то с помощью панелей можно при необходимости повысить температуру в отдельной части помещения. Обогрев отдельной части помещения с соблюдением условий комфортности тепловой обстановки при отсутствии основного отопления невозможен.

7 Подключение панелей

7.1 При свободном расположении панелей рекомендуют асимметричное подключение (рисунки 3а, 4).

7.2 При установке панелей в подвесном потолке рекомендуют симметричное подключение с целью обеспечения равномерного теплового расширения панелей (рисунки 3б, 4).

Одностороннее подключение

Разностороннее подключение

Одностороннее подключение

Разностороннее подключение

Рисунок 3 - Схемы подключения панелей из отдельных модулей:

а - асимметричное подключение; б - симметричное подключение

7.3 Одностороннее и разностороннее подключение обычно определяют исходя из конструктивных условий и расположения подвода теплоносителя.

7.4 Число труб определяют в соответствии с необходимым для данной панели расходом теплоносителя.

8 Гидравлическая балансировка панелей

8.1 В любой разветвленной системе отопления для эффективной работы необходимо правильное распределение потока теплоносителя. Кроме того, необходимо наличие возможности раздельного заполнения, опорожнения и отключения любой панели от системы.

8.2 Для систем с использованием однотипных панелей и, соответственно, с одинаковым расходом теплоносителя на панель целесообразно применение системы с попутным движением теплоносителя (рисунок 5). При этом необходим дополнительный трубопровод.

Систему с попутным движением теплоносителя не следует применять в случае использования панелей различных типов и длин.

Рисунок 4 - Схемы соединения и подключения сблокированных панелей к теплоносителю

Рисунок 5 - Прокладка трубопровода с попутным движением теплоносителя

8.3 При расчете систем, в которых применяются панели различных типов и, следовательно, мощности, необходима гидравлическая балансировка за счет расчета трубопровода и регулировки системы. Использование регуляторов расхода (рисунок 6) для гидравлической балансировки значительно упрощает весь процесс.

Комплект для регулирования расхода состоит из регулятора потока, шаровых кранов и кранов для заполнения/опорожнения панели. Коллектор панели изготавливают с патрубками необходимого диаметра для подключения при монтаже комплекта.

Рисунок 6 - Вариант прокладки трубопровода с подключением регуляторов расхода

8.4 Регулятор настраивают на заводе на определенный расход, заданный для каждой панели. При достаточно высоких потерях давления и постоянном расходе теплоносителя регулятор позволяет выполнить гидравлическую балансировку панелей различных типов и длин.

9 Регулирование теплоотдачи панелей

9.1 Использование системы панелей возможно в помещениях с существенно изменяющейся тепловой нагрузкой. Схемы и состав регуляторов теплоотдачи панелей приведены на рисунке 7.

9.2 Результирующую температуру помещения следует измерять шаровым термометром. В качестве датчиков тепловых условий в помещении при отоплении панелями обычно используют серийные полусферические настенные датчики, измеряющие результирующую температуру помещения в зоне установки.

10 Монтаж панелей

10.1 Способы монтажа панелей

Возможные способы монтажа панелей представлены на рисунке 8.

Подвеску панелей осуществляют двумя способами: с подвижной и стационарной осями подвеса. Использование подвижных осей подвеса позволяет передвигать ось подвеса на некоторое расстояние вправо или влево по длине панели в соответствии с конструктивными особенностями помещения.

В случае использования стационарных осей подвеса точки подвеса расположены в определенных местах на панели и не могут передвигаться.

Регулирование температуры подающей магистрали с компенсацией температуры воздуха в помещении в зависимости от изменения наружной температуры:

составляющие системы:

1 - датчик температуры подающей магистрали; 2 - датчик наружной температуры; 3 - датчик температуры в помещении; 4 - регулятор температуры подающей магистрали с компенсацией температуры в помещении в зависимости от изменения наружной температуры; 5 - исполнительный элемент; 6 - циркуляционный насос

Зональное регулирование, позволяющее отключить отдельные панели от общей системы (при наличии регулятора температуры подающей магистрали в зависимости от изменения наружной температуры):

предварительное регулирование:

1 - датчик температуры подающей магистрали; 2 - датчик наружной температуры; 3 - регулятор температуры подающей магистрали; 4 - исполнительный элемент;

регулирование температуры в помещении:

5 - комнатный термостат или электронный двухточечный регулятор; 6 - исполнительный элемент

Регулирование температуры подающей магистрали на основании заданного значения температуры воздуха в помещении (при наличии регулятора температуры подающей магистрали в зависимости от изменения наружной температуры):

предварительное регулирование:

1 - датчик температуры подающей магистрали; 2 - датчик наружной температуры; 3 - датчик климатических условий; 4 - регулятор температуры подающей магистрали; 5 - исполнительный элемент;

регулирование температуры в помещении:

3 - датчик температуры в помещении; 5 - исполнительный элемент; 6 - регулятор температуры в помещении

Рисунок 7 - Схемы и состав регуляторов теплоотдачи панелей

10.2 Соединение отдельных модулей

Соединение посредством сварки применяется при любой температуре теплоносителя, размерах панелей и видах подключения. Трубы панелей стыкуются точно друг напротив друга и свариваются попеременно с двух сторон в направлении от крайних труб к центральным.

Применение резьбовых и пресс-фитингов для соединения панелей имеет ряд ограничений, связанных с действием сил, возникающих при тепловом расширении панели и приводящих при длительном использовании к неплотности соединения.

Крепление к бетонному потолку

Крепление к стальному листу трапециевидного профиля

Крепление к стальному профилю

Крепление к наклонной стальной балке

Крепление к горизонтально расположенной стальной балке

Рисунок 8 - Варианты монтажа панелей:

1 - стальной забивной дюбель; 2 - шестигранная гайка; 3 - рым-болт; 4 - карабин; 5 - цепь; б - стяжная муфта с двумя проушинами; 7 - кронштейн трапециевидного сечения; 8 - струбцина; 9 - шестигранный болт; 10 - болт с плоской головкой; 11 - предохранительная скоба; 12 - шайба

11 Общие требования к проектированию систем панельно-лучистого отопления

11.1 Системы отопления должны быть рассчитаны на обеспечение в отапливаемых помещениях при расчетных параметрах наружного воздуха для соответствующих районов строительства и в течение отопительного периода температуры внутреннего воздуха в допустимых пределах, установленных в ГОСТ 30494-96 для жилых и общественных зданий и в ГОСТ 12.1.005-88* для административно-бытовых и производственных зданий, а также с учетом требований СНиП 41-01-2003.

11.2 Температуру теплоносителя следует принимать не менее чем на 20 % ниже температуры самовоспламенения веществ, находящихся в помещении. Горячие поверхности отопительного и вентиляционного оборудования, трубопроводов и воздуховодов, размещаемых в помещениях, в которых они создают опасность воспламенения газов, паров, аэрозолей или пыли, следует изолировать, предусматривая температуру на поверхности теплоизоляционной конструкции не менее чем на 20 % ниже температуры их самовоспламенения.

Отопительное и вентиляционное оборудование, трубопроводы и воздуховоды не следует размещать в указанных помещениях, если отсутствует техническая возможность снижения температуры на поверхности изоляции до указанного уровня.

11.3 Температуру поверхности панелей для обогрева отдельных рабочих мест не следует принимать выше 60°С.

11.4 Система отопления должна быть рассчитана на постоянное рабочее давление теплоносителя, но не менее 0,4 МПа при расчетной температуре теплоносителя. Пробное давление воды превышает рабочее давление в системе отопления в 1,5 раза, но не менее 0,6 МПа при постоянной температуре воды 95°С.

Система считается выдержавшей испытание, если в течение 5 мин, когда она находится под пробным давлением, потери давления не превысят 0,02 МПа и будет отсутствовать тяга в сварных швах, трубах, резьбовых соединениях, арматуре, отопительных приборах и оборудовании.

11.5 Комфортные параметры микроклимата при использовании систем панельно-лучистого отопления следует принимать по ГОСТ 30494-96 и СНиП 41-01-2003. Результирующую температуру помещения при использовании систем панельно-лучистого отопления на постоянных рабочих местах принимают равной нормируемой температуре воздуха в обслуживаемой зоне помещения. При этом температура воздуха в обслуживаемой зоне помещения не должна быть более чем на 3°С ниже результирующей температуры помещения, а поверхностная плотность лучистого теплового потока на рабочем месте не должна превышать 35 Вт/м2.

12 Требования к комфортности тепловой обстановки в помещении при отоплении панелями

12.1 Комфортность тепловой обстановки в помещении при отоплении панелями оценивают по следующим факторам:

- комфортное сочетание температуры воздуха и радиационной температуры помещения;

- максимально допустимая температура поверхности панели;

- локальная асимметрия результирующей температуры нагретых и охлажденных поверхностей помещения, окружающих человека.

12.2 Комфортное сочетание температуры воздуха tв, °С, и радиационной температуры помещения tR, °С, для отопления помещения панелями определяют зависимостью

tR = c - dtв,

(1)

где

с и d - расчетные коэффициенты; их значения приведены в таблице 1.

Температуру воздуха tв, °С, принимают на 1-2°С ниже расчетной результирующей температуры помещения tп, °С, которую определяют по формуле

tп = 0,5 (tв + tR),

(2)

где

tR - то же, что в формуле (1).

Расчетная результирующая температура помещения не должна выходить за допустимый диапазон относительно расчетного значения, принимаемого по 11.5.

12.3 Максимальное и минимальное допустимые значения результирующей температуры помещения определяют по допустимому отклонению исходя из данных, представленных на рисунке 9 [2]. Эти данные можно также использовать в качестве рекомендаций по выбору комфортной результирующей температуры помещения для различной категории тяжести работы и уровней теплозащиты одежды.

Рисунок 9 - Соответствие допустимого диапазона температуры помещения оптимальным значениям температуры в нем:

PPD - ожидаемая вероятность неприятного теплоощущения, %;

met - условная единица, характеризующая теплопродукцию организма человека в зависимости от степени тяжести выполняемой им работы;

clo - показатель, характеризующий теплоизоляционные качества различных видов одежды.

Примечание - Градация теплозащиты одежды: легкая одежда - 0,5 clo; нормальная одежда - 1 clo; теплая одежда - 1,5 clo; высокая степень тяжести выполняемой работы - 175 Вт/м2; средняя степень тяжести выполняемой работы - 115 Вт/м2; состояние покоя - 60 Вт/м2. 1 clo эквивалентен 0,155 м2·°С/Вт.

Подробную информацию об этом показателе см. в [3]

12.4 Максимально допустимую температуру поверхности панели определяют исходя из положения о допустимом (положительном) балансе лучистой теплоты на поверхности головы человека, который не должен превышать 12 Вт/м2.

Таблица 1

Вид одежды

Степень тяжести выполняемой работы

Температура воздуха в помещении
tв, °С

Коэффициент с

Коэффициент d

Легкая

Состояние покоя

15-25

65,0

1.4

Средняя

15-25

47,0

1,2

Высокая

10-20

38,5

1,7

Нормальная

Состояние покоя

15-25

67,0

1,5

Средняя

10-20

43,0

1,1

Высокая

5-10

22,5

1,9

Теплая

Состояние покоя

10-20

54,0

1,8

Средняя

5-15

29,5

1,7

Примечание - Значения коэффициентов с и d получены по результатам обработки данных П.О. Фангера для подвижности воздуха в помещении 0,2 м/ с.

Максимально допустимую температуру поверхности панели tп.доп, °С, определяют по формуле

(3)

где

tгч - температура поверхности головы человека, °С; tгч = 30°С;

Фгп - приведенный коэффициент облученности головы человека нагретой поверхностью, учитывающий дискретное расположение панелей; определяют по формуле

(4)

где

φгп - коэффициент облученности головы человека нагретой поверхностью в случае расположения человека под центром поверхности, определяемый по таблице 2 в зависимости от геометрических параметров X и Y:

(5)

где

b и а - размеры помещения в плане, м;

h - высота помещения за вычетом высоты человека, м; определяют по формуле

h = Н - 1,7,

(6)

где

Н - высота помещения, м;

Fп - площадь теплоотдающей поверхности панелей (при их дискретном расположении), м2.

12.5 Проверку максимально допустимой температуры поверхности панели можно провести в упрощенном виде, пользуясь таблицей 3 (применительно к панелям фирмы Zehnder). Расчетная температура поверхности панелей не должна превышать указанные в таблице 3 максимально допустимые значения температуры для помещений различной высоты и доли покрытия потолка панелями. В помещениях, где предполагается кратковременное пребывание людей, можно ориентироваться на более высокие значения максимально допустимой температуры.

12.6 Локальная асимметрия результирующей температуры должна быть не более 2,5°С для оптимальных и не более 3,5°С для допустимых показателей.

Приведенная норма ГОСТ 30494-96 для жилых и общественных зданий относится к приборной оценке комфортности тепловой обстановки в фактических условиях помещения, не поддается расчету и не является обязательной.

Таблица 2

Значение параметра Y

Коэффициент облученности для значения параметра X

0,5

0,75

1

1,5

2

3

10 и более

0,5

0,24

0,31

0,36

0,41

0,43

0,44

0,50

0,75

0,31

0,41

0,48

0,54

0,57

0,59

0,60

1

0,36

0,48

0,55

0,61

0,67

0,69

0,71

1,5

0,41

0,54

0,61

0,74

0,78

0,81

0,83

2

0,43

0,57

0,67

0,78

0,83

0,87

0,89

3

0,44

0,59

0,69

0,81

0,87

0,92

0,95

10 и более

0,45

0,60

0,71

0,83

0,89

0,95

0,99

Таблица 3

Температура в °С

Высота помещения, м

Максимально допустимая температура поверхности панели
при доле покрытия помещения/потолка панелями, %

10

15

20

25

30

35

3

73

71

68

64

58

56

4

115

105

91

78

67

60

5

Более 147

123

100

83

71

64

6

-

132

104

87

75

69

7

-

137

108

91

80

74

8

-

Более 141

112

96

86

80

9

-

-

117

101

92

87

10

-

-

122

107

98

94

13 Теплоотдача панелей

13.1 Теплоотдачу панелей европейских производителей в стандартных условиях определяют в соответствии с нормами [1] опытным путем в специальной климатической камере. По данным испытаний, удельную (на 1 пог. м длины) суммарную теплоотдачу панели в стандартных условиях Qн, Вт/м, определяют по формуле

(7)

где

А - константа;

t - разность температуры, °С; определяют по формуле

t = tгв.ср - tш,

(8)

где

tгв.ср - средняя температура теплоносителя, °С;

tш - температура внутри испытательного стенда, измеренная шаровым термометром, °С;

m - показатель; для панелей фирмы Zehnder приведен в приложениях Б и В.

13.2 Величина суммарной теплоотдачи панели в помещении складывается из лучистой составляющей, зависящей от температуры поверхностей ограждений в помещении, которые, в свою очередь, зависят и от лучистого потока теплоты от панели, и конвективной составляющей, определяемой температурой воздуха помещения.

Суммарную теплоотдачу панели Qп, Вт, в помещении определяют по формуле

Qп =Fп qп,

(9)

где

Fп - то же, что в формуле (4);

qп - удельная суммарная теплоотдача панели, Вт/м2.

Уточненный метод расчета теплоотдачи панели и тепловых условий в помещении приведен в приложении Ж. Приближенно удельную суммарную теплоотдачу панели qп, Вт/м2, определяют по формуле

(10)

где

tп - температура поверхности панели, °С; принимают равной средней температуре теплоносителя;

tв - то же, что в формуле (1);

k1 - коэффициент, учитывающий ширину панели dп, м; определяют по формуле

k1 =0,87-0,27 lndп;

(11)

k2 - коэффициент, учитывающий увеличение теплоотдачи панели при отсутствии теплоизоляции; k2 = 1,2.

В интервале разности температуры (tп - tв) от 20°С до 100°С формулу (10) можно заменить приближенной упрощенной формулой с погрешностью не более 3 %:

(12)

где

tп, k1, k2 - то же, что в формуле (10);

tв - то же, что в формуле (1).

13.3 Величины суммарной теплоотдачи панели в помещении Qп, Вт/м, для панелей фирмы Zehnder приведены в приложениях В и Г в зависимости от разности температуры ∆t, °C:

t = 0,5(tгв + tо - tв - tR),

(13)

где

tгв - температура горячей воды, °С;

to - температура обратной воды, °С;

tв, tR - то же, что в формуле (1).

13.4 Площадь теплоотдающей поверхности и среднюю температуру поверхности панели определяют исходя из равенства теплоотдачи панели Qп требуемой тепловой нагрузки на помещение Qпом:

Qп = Qпом.

(14)

Величину тепловой нагрузки на помещение Qпом, Вт, определяют как сумму тепловых потерь через наружные ограждения:

(15)

где

kно - коэффициенты теплопередачи наружных ограждений, Вт/(м2·°С);

Fно - площади поверхности наружных ограждений, м2;

tп - то же, что в формуле (2);

tн - температура наружного воздуха, °С;

η - коэффициент добавочных теплопотерь;

Qинф - расход теплоты на нагрев инфильтрационного воздуха, Вт; определяют по формуле

(16)

где

Gинф - расход инфильтрационного воздуха, кг/(ч·м2);

Fок - площадь поверхности окон, м2;

tв - то же, что в формуле (1);

tн - то же, что в формуле (15);

f - коэффициент рекуперации; учитывает подогрев наружного воздуха при фильтрации его через конструкцию окна.

13.5 Требуемую площадь теплоотдающей поверхности панели Fп, м2, определяют по формуле

(17)

где

Qпом - то же, что в формуле (15);

qп - то же, что в формуле (12).

13.6 Требуемую температуру поверхности панели (среднюю температуру теплоносителя tгв.ср, °С) tп, °C, определяют при известной площади теплоотдающей поверхности панели Fп, м2, и величине тепловой нагрузки на помещение Qпом, Вт, по формуле

(18)

где

tв - то же, что в формуле (1);

qп.тр - требуемая удельная теплоотдача панели, Вт/м2;

k1, k2 - то же, что в формуле (10).

14 Рекомендации по гидравлическому расчету панелей

14.1 Для достижения номинального значения мощности необходимо обеспечение в трубах панелей минимального массового расхода теплоносителя, который зависит от температуры обратной воды. Если необходимое минимальное значение расхода теплоносителя в трубах не достигается, возможно снижение мощности на 15 % от номинального значения. Величину необходимого минимального расхода теплоносителя в трубах можно определить по рисункам 10 и 11.

Рисунок 10 - Минимальный расход теплоносителя для панелей с трубой диаметром 25 мм

Рисунок 11 - Минимальный расход теплоносителя для панелей с трубой диаметром 15 мм

Расход теплоносителя в системе G, кг/ч, определяют по формуле

(19)

где

Q - суммарная тепловая мощность системы отопления, Вт;

tгв, tо - то же, что в формуле (13).

Расход теплоносителя в одной трубе панели g, кг/ч, определяют по формуле

(20)

где

G - то же, что в формуле (19);

n - число труб в панели;

N - число включенных параллельно по теплоносителю рядов панелей.

14.2 Общие потери давления в панели складываются из потерь давления в трубах и потерь давления в коллекторных парах. Величины гидравлических потерь приведены в приложении Д.

Удельные потери давления R, Па/м, в одной трубе панели (диаметром 25 мм) допустимо определять по формуле

(21)

где

g - то же, что в формуле (20).

15 Оценка тепловых условий в помещении с панелями

15.1 Эффективность системы панельно-лучистого отопления оценивают величиной баланса лучистой теплоты в помещении. Чем больше оказывается положительный баланс, тем в большей степени радиационная температура превышает температуру воздуха в помещении.

15.2 Радиационную температуру помещения tR, °C, определяют по формуле

(22)

где

tно - средняя температура наружных ограждений, °С;

t - температурная надбавка, определяемая балансом лучистой теплоты в помещении, °С;

Fно - то же, что в формуле (15);

tво - средняя температура внутренних ограждений, °С;

Fво - площадь поверхности внутренних ограждений, м2;

tп - то же, что в формуле (10);

Fп - то же, что в формуле (4).

15.3 Величину баланса лучистой теплоты ∆Q, Вт, определяют по формуле

Q = Qпη1 - (Qпом - Qинф2,

(23)

где

Qп - то же, что в формуле (9);

Qпом, Qинф - то же, что в формуле (15);

η1, η2 - коэффициенты, показывающие долю лучистой части суммарной теплоотдачи панели Qп, Вт, и тепловой нагрузки на помещение Qпом, Вт; определяют по формулам

(24)

(25)

Коэффициенты β1 и β2 определяют по формулам

(26)

(27)

где

tп - то же, что в формуле (10);

tв - то же, что в формуле (1);

t1, t2 - осредненные значения температуры поверхности ограждений, °С; определяют по формулам

(28)

(29)

где

tво, tно, Fво - то же, что в формуле (22);

Fнo - то же, что в формуле (15);

tп - то же, что в формуле (10);

Fп - то же, что в формуле (4).

15.4 Среднюю температуру наружных ограждений tно, °C, в формулах (22), (27) и (28) определяют как средневзвешенную по площади соответствующих наружных ограждений, например наружных стен и окон, по формуле

(30)

где

tнc, toк - температура соответственно наружных стен и окон, °С;

Fнс - площадь поверхности наружных стен, м2;

Fок - то же, что в формуле (16).

15.5 Температуру наружного ограждения t, °С, определяют по формуле

t = tп - 0,115 k (tп - tн),

(31)

где

tп - то же, что в формуле (2);

k, tн - то же, что в формуле (15).

15.6 Температуру внутренних ограждений tвo, °C, в формулах (22), (28) и (29) допустимо принимать равной температуре воздуха в помещении tв, °C.

15.7 Положительный (отрицательный) баланс лучистой теплоты определяет повышение (понижение) температуры наружных и внутренних ограждений в помещении на величину ∆t, °C, равную

(32)

где

Q - то же, что в формуле (23);

Fнo - то же, что в формуле (15);

Fво - то же, что в формуле (22);

t1 - то же, что в формуле (26);

t - тоже, что в формуле (31); t = tп, если ∆Q > 0 и t = t2 при ∆Q < 0.

Полученные с учетом баланса лучистой теплоты значения радиационной температуры tR, °C, по формуле (22) и соответствующей результирующей температуры помещения tп, °C, должны удовлетворять требованиям раздела 12.

Приложение А
(справочное)

Габариты и монтажные размеры панелей Zehnder, модель ZBN

Рисунок А.1 - Габариты отдельного модуля Zehnder, модель ZBN

Таблица А.1 - Габариты

В миллиметрах

Обозначение

Описание

Размер

Примечание

А

Общая ширина

От 300 до 1200

Шаг 150 мм

В

Ширина коллектора

От 250 до 1150

Шаг 150 мм

С

Общая длина (без учета длины патрубков)

От 2090 до 120090

-

D

Длина трубы

От 2000 до 120000

-

Е

Длина отдельного модуля

От 2000 до 7500

-

F

Длина теплоотдающей поверхности отдельного модуля

От 1900 до 7400

-

G

Длина выступающей части труб со стороны коллектора

От 50 до 2000

Стандартная - 50 мм

Н

Длина выступающей части труб со стороны соединения

От 100 до 2000

Стандартная - 100 мм

I

Расстояние между трубами

150

-

J

Расстояние от крайних труб до отбортовки панели

75

-

К

Длина (глубина) коллектора

45

-

L

Общая высота (без монтажных наборов)

69

-

М

Высота коллектора

45

-

N

Высота отбортовки

50

-

О

Высота зиговки труб

19

-

Рисунок А.2 - Монтажные размеры отдельного модуля Zehnder, модель ZBN

Таблица А.2 - Монтажные размеры

В миллиметрах

Обозначение

Описание

Размер

Примечание

Стационарные оси для панелей типов 300-900

а

Коллектор - центр оси (стационарной)

От 50 до 1000

Стандартная - 500 мм

b

Центр оси (стационарной) - центр оси (стационарной)

От 50 до 3 250

Стандартная - 3250 мм

с

Центр оси (стационарной) - место соединения

От 100 до 3150

Стандартная - 800 мм

d

Внешняя кромка модуля - центр первой точки подвеса

50

-

е

Нижний кант теплоотдающей поверхности - верхний кант теплоотдающей поверхности

39

-

f

Нижний кант теплоотдающей поверхности - верхний кант оси подвеса

47

-

Стационарные оси для панелей типов 1050-1200

а

Коллектор - центр оси (стационарной)

От 50 до 1000

Стандартная - 500 мм

b

Центр оси (стационарной) - центр оси (стационарной)

От 50 до 3250

Стандартная - 3250 мм

с

Центр оси (стационарной) - место соединения

От 100 до 3150

Стандартная - 800 мм

i

Внешняя кромка модуля - центр первой точки подвеса

50

-

j

Нижний кант теплоотдающей поверхности - верхний кант теплоотдающей поверхности

92

-

k

Нижний кант теплоотдающей поверхности - верхний кант оси подвеса

100

-

Подвижные оси для панелей типов 300-1200

I

Коллектор - центр оси (подвижной)

От 90 до 750

-

m

Центр оси (подвижной) - центр оси (подвижной)

От 60 до 3000

-

n

Центр оси (подвижной) - место соединения

От 190 до 2810

-

o

Внешняя кромка модуля - центр первой точки подвеса

50

-

p

Нижний кант теплоотдающей поверхности - верхний кант теплоотдающей поверхности

74

Начиная с монтажной ширины 1050; 77 мм

q

Нижний кант теплоотдающей поверхности - верхний кант оси подвеса

82

Начиная с монтажной ширины 1050; 94 мм

Приложение Б
(справочное)

Технические данные панелей Zehnder, модель ZBN

Таблица Б.1

Наименование показателя

Значение показателя

Тип

300/2

450/3

600/4

750/5

900/6

1050/7

1200/8

Монтажная ширина, мм

300

450

600

750

900

1050

1200

Число труб, шт.

2

3

4

5

6

7

8

Материал труб/размер, мм (внутренний диаметр×толщина стенки)

Прецизионная сталь /25 × 1,5

Материал теплоотдающей поверхности

Сталь

Расстояние между трубами, мм

150

Монтажная длина отдельного модуля, мм:

- мин.

- макс.

2000

7500

Число точек подвеса на одну ось, шт.

2

Расстояние между точками подвеса, мм

200

350

500

650

800

950

1100

Рабочая температура, °С, не более

120

Рабочее давление, бар, не более

10

Масса с теплоизоляцией без учета содержания теплоносителя, кг:

- панель;

- коллектор

6,95
1,00

9,67
1,50

12,42
2,00

15,14
2,50

17,86
3,00

22,08
3,50

24,83
4,00

Масса с учетом массы теплоносителя и теплоизоляции, кг:

- панель;

- коллектор

7,94
1,50

11,14
2,20

14,38
3,00

17,59
3,70

20,80
4,50

25,52
5,20

28,76
6,00

Масса теплоизоляции, кг/м

0,30

0,45

0,60

0,75

0,90

1,05

1,20

Масса защитной сетки, кг/м

0,29

0,42

0,55

0,68

0,81

0,94

1,67

Масса теплоносителя, кг/м

0,982

1,473

1,964

2,455

2,946

3,437

3,928

Тепловая мощность согласно EN 14037 при ∆t = 55°С с теплоизоляцией, Вт/м

199

270

342

425

507

590

672

Константа тепловой мощности А

1,787

2,421

3,055

3,798

4,540

5,283

6,029

Показатель m

1,176

1,177

1,176

Холодильная мощность согласно EN 14240 при ∆t = 10°С с теплоизоляцией, Вт/м

32

45

57

73

90

106

122

Константа холодильная мощности

2,683

3,695

4,707

6,056

7,405

8,753

10,102

Экспонента холодильной мощности

1,083

Приложение В
(справочное)

Технические данные и теплоотдача панелей Zehnder, модель ZIP

Таблица В.1 - Технические данные панелей Zehnder, модель ZIP 1

Наименование показателя

Значение показателя

Расстояние между трубами, мм

80

Наружный диаметр трубы, мм

15

Монтажная ширина панели, мм

320

Число точек крепления штанги, шт.

2

Тепловая мощность панели согласно EN 14037 (DIN V 4706, ч. 1, 2), Вт/м

208

Холодильная мощность при ∆t = 10°С, Вт/м

36

Холодильная мощность без теплоизоляции при ∆t = 10°С, Вт/м

42

Холодильная мощность коллекторной пары при ∆t = 10°С, Вт/м

10

Рабочая масса панели с учетом массы теплоносителя и теплоизоляции, кг/м

4,7

Примечания

1 Данные по тепловой и холодильной мощности необходимо соответственно увеличивать для ZIP 2/ZIP 3/ZIP 4.

2 Максимальная рабочая температура составляет 95°С; максимальное рабочее давление - 5 бар.

Таблица В.2 - Тепловая мощность панелей Zehnder, модель ZIP (в соответствии с [1])

Разность температуры ∆t, °C

Теплоотдача панели Qп, Вт/м,
при А = 2,0805; m = 1,1489

Теплоотдача коллекторной пары
Qколл. пара, Вт, при А = 0,2456;
m = 1,3524

80

320

92

78

310

89

76

301

86

74

292

83

72

283

80

70

274

77

68

265

74

66

256

71

64

247

68

62

238

65

60

230

82

58

221

60

56

212

57

55

208

55

54

203

54

52

195

51

50

186

49

48

178

46

46

169

44

44

161

41

42

152

39

40

144

36

38

136

34

36

128

31

34

120

29

32

112

27

30

104

24

28

96

22

26

88

20

24

80

18

22

73

16

Примечание - Теплоотдачу определяют по формуле (7).

Приложение Г
(справочное)

Теплоотдача панелей Zehnder, модель ZBN

Таблица Г.1

Разность
темпера­туры
∆t, °С

Теплоотдача панелей типа

300/2

450/3

600/4

750/5

900/6

1050/7

1200/8

при константе А

1,787

0,726

2,421

1,223

3,055

1,845

3,798

2,184

4,540

2,461

5,283

2,682

6,026

2,856

при показателе m

1,176

1,199

1,177

1,167

1,177

1,134

1,177

1,154

1,177

1,174

1,177

1,194

1,176

1,213

Вт/м

Вт/колл.
пара

Вт/м

Вт/колл.
пара

Вт/м

Вт/колл.
пара

Вт/м

Вт/колл.
пара

Вт/м

Вт/колл.
пара

Вт/м

Вт/колл.
пара

Вт/м

Вт/колл.
пара

120

498

226

677

326

856

420

1063

548

1270

678

1477

813

1683

952

118

488

222

663

320

839

413

1043

537

1245

665

1448

797

1650

933

116

479

217

650

313

823

405

1022

527

1221

652

1419

781

1617

914

114

469

213

637

307

806

397

1001

516

1196

639

1390

765

1584

895

112

459

208

624

301

789

389

980

506

1171

626

1361

749

1551

876

110

450

204

611

295

773

381

960

495

1147

612

1333

733

1519

857

108

440

199

598

288

756

373

939

485

1122

599

1304

717

1486

838

106

430

195

585

282

740

365

919

475

1098

586

1276

701

1454

819

104

421

191

572

276

723

358

899

464

1073

573

1248

686

1422

800

102

411

186

559

270

707

350

878

454

1049

560

1220

670

1390

782

100

402

182

546

264

691

342

858

444

1025

548

1191

654

1358

763

98

392

177

533

257

675

334

838

433

1001

535

1163

639

1326

745

96

383

173

520

251

658

326

818

423

977

522

1136

623

1294

726

94

374

169

508

245

642

319

798

413

953

509

1108

608

1262

708

92

364

164

495

239

626

311

778

403

929

497

1080

592

1231

690

90

355

160

482

233

610

303

758

393

905

484

1053

577

1199

671

88

346

156

470

227

594

296

738

383

882

471

1025

562

1168

653

86

337

152

457

221

578

288

718

373

858

459

998

546

1137

635

84

327

147

445

215

563

281

699

363

835

446

970

531

1106

618

82

318

143

432

209

547

273

679

353

811

434

943

516

1075

600

80

309

139

420

203

531

266

660

343

788

421

916

501

1044

582

78

300

135

408

197

516

258

640

333

765

409

889

486

1014

564

76

291

131

395

191

500

251

621

323

742

397

863

471

983

547

74

282

127

383

185

485

243

602

313

719

385

836

457

953

530

72

273

123

371

180

469

236

583

304

696

372

810

442

923

512

70

264

119

359

174

454

228

564

294

674

360

783

427

892

495

68

255

114

347

168

439

221

545

284

651

348

757

413

863

478

66

247

110

335

162

424

213

526

275

629

336

731

398

833

461

64

238

106

323

157

409

206

507

265

606

324

705

384

803

444

62

229

102

311

151

394

199

489

256

584

312

679

370

774

427

60

220

98,5

299

145

379

192

470

246

562

301

653

356

744

411

58

212

94,6

288

140

364

184

452

237

540

289

628

341

715

394

56

203

90,7

276

134

349

177

434

227

518

277

602

327

686

378

55

199

88,7

270

131

342

174

425

223

507

271

590

320

672

369

54

195

86,8

264

128

334

170

415

218

496

266

577

314

658

361

52

186

83,0

253

123

320

163

397

209

475

254

552

300

629

345

50

178

79,2

242

117

305

156

379

199

453

243

527

286

601

329

48

170

75,4

230

112

291

149

362

190

432

231

502

272

573

313

46

161

71,6

219

107

277

142

344

181

411

220

478

259

545

297

44

153

67,9

208

101

263

135

326

172

390

209

453

246

517

282

42

145

64,2

197

95,8

249

128

309

163

369

198

429

232

489

266

40

137

60,6

186

90,5

235

121

292

154

349

187

405

219

462

251

38

129

57,0

175

85,2

221

114

275

145

328

176

382

206

435

236

36

121

53,4

164

80,0

208

107

258

136

308

165

358

193

408

221

34

113

49,8

153

74,9

194

101

241

128

288

154

335

181

382

206

32

105

46,4

143

69,7

181

93,9

224

119

268

144

312

168

355

191

30

97,5

42,9

132

64,7

167

87,3

208

111

249

133

289

155

329

177

28

89,9

39,5

122

59,7

154

80,7

192

102

229

123

266

143

304

163

26

82,4

36,1

112

54,7

141

74,2

176

93,8

210

113

244

131

278

149

24

75,0

32,8

102

49,9

129

67,8

160

85,5

191

103

222

119

253

135

22

67,7

29,6

91,9

45,1

116

61,4

144

77,3

173

92,6

201

107

229

122

20

60,5

26,4

82,2

40,3

104

55,1

129

69,3

154

82,8

179

95,8

204

108

Приложение Д
(справочное)

Данные по гидравлическим потерям панелей и подводящих трубопроводов панелей Zehnder

Рисунок Д.1 - Потери давления в трубах панелей Zehnder, модель ZBN

Рисунок Д.2 - Потери давления в коллекторной паре Zehnder, модель ZBN

Рисунок Д.3 - Потери давления в коллекторной паре панели Zehnder, модель ZIP

Рисунок Д.4 - Потери давления в трубах панелей Zehnder, модель ZIP

Приложение Е
(справочное)

Пример подбора и расчета панелей

Е.1 Постановка задачи

Подобрать и рассчитать систему отопления с панелями в помещении на среднем этаже с наружными ограждениями с двух сторон. Длина каждого наружного ограждения (наружная стена и ленточное остекление) а = 36 м; ширина помещения b = 24 м; высота помещения h = 8 м.

Стены, пол и потолок помещения граничат с аналогичными соседними помещениями. Наружные стены и окна занимают половину площади поверхности наружных ограждений: Fнс = Fок = 288 м2. Коэффициенты теплопередачи наружной стены k = 0,55 Вт/(м2·°С), окна k = 2,1 Вт/(м2·°С). Средний расход инфильтрационного воздуха Gинф = 3 кг/(ч·м2). Расчетная температура наружного воздуха tн = -28°С.

Степень тяжести выполняемой работы в помещении близка к средней (выделение явной теплоты составляет 75 Вт/м2), одежда нормальная (1 clo).

Панели фирмы Zehnder располагаются под потолком и имеют теплоизоляцию с тыльной стороны.

Е.2 Выбор тепловых условий в помещении

Для расчетных условий одежды (1 clo) и степени тяжести выполняемой работы (75 Вт/м2) по рисунку 9 определяют комфортную результирующую температуру помещения tп, равную 20°С с допустимым отклонением 3°С. Комфортную температуру воздуха принимают равной 19°С. Комфортную радиационную температуру tR рассчитывают по формуле (1):

tR = 43 - 1,1·19 = 22,1°С.

Тогда результирующая температура tп по формуле (2) составляет

tп = 0,5·(19 + 22,1 ) = 20,55°С.

Найденная величина соответствует величине комфортной результирующей температуры (см. рисунок 9).

Е.3 Определение тепловой нагрузки на систему отопления

Расход теплоты на нагрев инфильтрационного воздуха Qинф определяют по формуле (16):

Суммарную тепловую нагрузку на помещение (систему отопления) Qпом находят по формуле (15):

Qпом = 288·(0,55 + 2,1)·(20,55 + 28)·1,1 + 11280 = 52000 Вт.

Е.4 Выбор расположения панелей

В соответствии с 6.2 следует принять три ряда панелей: по одному вдоль наружных стен на расстоянии 2 м от них и один в центре помещения во всю его длину.

Удельную суммарную теплоотдачу панелей qп определяют по формуле (12):

Для панелей Zehnder, модель ZBN шириной 900, 1050 и 1200 мм суммарная площадь теплоотдающей поверхности панели Fп составляет соответственно 97,2 м2; 113,4 м2 и 129,6 м2(см. приложение Б), доля площади потолка помещения, занятая панелями, будет соответственно 11,3 %; 13,1 % и 15 %.

Е.5 Определение максимально допустимой температуры поверхности панелей

Е.5.1 Для определения максимально допустимой температуры поверхности панелей tп.доп предварительно принимают:

- параметры Х и Y по формуле (5):

- коэффициент облученности φгп по табл. 2: φгп = 0,94;

- приведенный коэффициент облученности Фгп для рассматриваемых панелей по формуле (4):

Таким образом, по формуле (3)

Е.5.2 Величина максимально допустимой температуры поверхности рассматриваемых панелей составляет более 141°С (см. таблицу 3).

Е.6 Определение температуры поверхности панелей

Е.6.1 Разность температуры ∆t, соответствующую определенной требуемой удельной суммарной теплоотдаче, определяют по таблице В.1 (приложение В). Для рассматриваемых панелей разность температуры при qп.тр = 481,5 Вт/м составляет ∆t = 53°С (при 900 мм); 46°С (при 1050 мм); 42°С (1200 мм). Требуемая температура поверхности рассматриваемых панелей составляет при tп = 20°С соответственно tп = 73°С; 66°С и 62°С.

Требуемая удельная теплоотдача qп.тр трех панелей Zehnder, модель ZBN шириной 900 мм панелей при tп = 75°C и ∆t = 55°С составляет 507 Вт/м (см. таблицу Г.1, приложение Г), а суммарная теплоотдача панелей Qп по формуле (9):

Q =3·36·507 = 54756 Вт.

Полученное значение на 5 % превышает требуемую тепловую нагрузку на помещение Qпом, равную 52000 Вт.

Е.6.2 Требуемая температура поверхности панелей tп шириной 900 при qп.тр = 481,5 Вт/м (qп.тр = 535 Вт/м2) по формуле (18) составляет 73,4°С.

Удельная суммарная теплоотдача панели qп для панели шириной 900 мм с tп = 75°С по формуле (10) составляет 557 Вт/м2, соответственно, суммарная тепловая мощность системы отопления из трех рядов панелей длиной 36 м - Q = 54108 Вт, что на 5 % выше требуемой отопительной нагрузки помещения. Для панелей шириной 1050 и 1200 мм величина теплоотдачи намного превышает требуемую. Таким образом, необходимо принять три ряда панелей длиной 36 м и шириной 900 мм каждая.

Е.7 Определение гидравлических потерь панелей

Е.7.1 Принимают следующие параметры теплоносителя: температура горячей воды tг = 80°С; температура обратной воды to = 70°С; средняя температура составляет

0,5·(80 + 70) = 75°С.

Общий расход теплоносителя в системе определяют по формуле (19):

Расход теплоносителя в одной трубе g при двухстороннем присоединении панелей с параллельным движением теплоносителя по всем трубам в панелях и в рядах панелей; ширине панели 900 мм; шести трубах в панели и трех рядах панелей составляет по формуле (20)

Полученное значение существенно больше минимально допустимой величины 85 кг/ч, полученной по рисунку 10 при to = 70°С.

Е.7.2 Для определения потерь давления в панелях находят потери давления в трубах и потери давления в коллекторных парах.

Потери давления в коллекторной паре при подводящем трубопроводе панелей Zehnder, модель ZBN с d = 25 мм, g = 4 472/3 = 1491 кг/ч по рисунку Д.2 (приложение Д) определяют равными 1300 Па.

Удельные потери давления R в одной трубе при g = 248 кг/ч по формуле (21) составляют

Для всего ряда труб длиной 36 м потери давления составляют 12,3·36 = 443 Па.

Таким образом, общие потери давления панелей Zehnder, модель ZBN составляют

1300 + 443 = 1743 Па.

Е.8 Оценка тепловых условий в помещении

Суммарная площадь поверхностей всех ограждений помещения составляет

F = 36·24·2 + (36 + 24)·2·8 = 2688 м2,

в том числе:

- наружных ограждений:

Fно = 36·8·2 = 576 м2;

- теплоотдающих панелей:

Fп = 36·3·0,9 = 97,2 м2;

- внутренних ограждений:

Fво = 2688 - 576 - 97,2 = 2014,8 м2.

Температуру соответственно наружной стены tнс и окна tок определяют по формуле (31):

tнс =20,55 - 0,115·0,55·(20,55 + 28)=17,5°С;

tок = 20,55 - 0,115·2,1·(20,55 + 28) = 8,8°С.

Среднюю температуру наружных ограждений tно находят по формуле (30):

Осредненные значения температуры поверхностей ограждений t1 и t2 определяют соответственно по формулам (28) и (29):

Коэффициенты β1 и β2 определяют соответственно по формулам (26) и (27):

Коэффициенты η1 и η2 определяют соответственно по формулам (24) и (25):

Величина баланса лучистой теплоты находят по формуле (23):

Q = 54108·0,59 - (52000 - 11280)·0,87 = -3502 Вт.

Величину ∆t при отрицательном балансе лучистой теплоты определяют по формуле (32):

Радиационную температуру помещения tR определяют по формуле (22):

Полученное значение ниже определенного в Е.2 значения комфортной радиационной температуры помещения tR = 22,1°С. Несмотря на то что радиационная температура выше расчетной температуры воздуха, а результирующая температура находится в допустимом диапазоне, условие комфортности в помещении выполняется неполностью. Для улучшения комфортности тепловой обстановки следует увеличить радиационную температуру за счет увеличения площади панелей и уменьшения температуры их поверхности.

Приложение Ж
(обязательное)

Уточненный метод расчета теплоотдачи панели и тепловых условий в помещении

Суммарная теплоотдача панели в помещении складывается из конвективной и лучистой составляющих.

Конвективную теплоотдачу панели Qпк, Вт, определяют по формуле

(Ж.1)

где

Fп - то же, что в формуле (4);

 - коэффициент конвективной теплоотдачи поверхности панели, Вт/(м2·°С);

tп - то же, что в формуле (10);

tв - то же, что в формуле (1).

Лучистую теплоотдачу панели Qпл, Вт, определяют по формуле

Qпл = Qпл.но + Qпл.во,

(Ж.2)

где

Qпл.но - лучистая теплоотдача в сторону поверхности наружных ограждений, Вт; определяют по формуле

(Ж.3)

где

tп - то же, что в формуле (10);

tно - то же, что в формуле (22);

φ - коэффициент облученности поверхности наружных ограждений поверхностью панели;

Fп - то же, что в формуле (4);

Qпл.во - лучистая теплоотдача в сторону поверхности внутренних (остальных) ограждений, Вт; определяют по формуле

(Ж.4)

где

tп - то же, что в формуле (10);

tво - то же, что в формуле (22);

φ - то же, что в формуле (Ж.3);

Fп - то же, что в формуле (4).

При расположении модулей панелей перпендикулярно наружному ограждению увеличение числа модулей принимают симметрично от оси наружного ограждения в обе стороны. При расположении модулей панелей параллельно наружному ограждению увеличение числа модулей принимают от наружного ограждения в сторону противолежащего ограждения.

Значения суммарных коэффициентов облученности φ в зависимости от числа модулей панелей и геометрии помещения приведены на рисунке Ж.1.

При расчете лучистой теплоотдачи панели рассматривается случай дискретного расположения панели П, которая имеет модельный размер по ширине и размер на глубину, совпадающий с глубиной помещения (рисунок Ж.2). При этом число модулей панелей по ширине может быть произвольным при условии соответствия требуемой суммарной поверхности нагрева.

Температуру поверхности наружных ограждений tно, °С, определяют как среднюю по площади двух частей (Fнo.1, Fно.2), например наружной стены (tно.1) и окна (tно.2), по формуле

(Ж.5)

Температуру первой и второй частей ограждения (соответственно tно.1 и tно.2, °C) определяют по формулам

(Ж.6)

(Ж.7)

Температуру поверхности внутренних ограждений tво, °С, определяют по формуле

(Ж.8)

Рисунок Ж.1 - Суммарные коэффициенты облученности с панели на наружное ограждение:

а - при расположении модулей панелей перпендикулярно наружному ограждению;

б - при расположении модулей панелей параллельно наружному ограждению;

число модулей панелей nм = 1, 2, 3 и более; размеры помещения а, b, h см. на рисунке Ж.2

В приведенных формулах индекс «но.1» означает принадлежность величины к первой части наружного ограждения, индекс «но.2» означает принадлежность величины ко второй части наружного ограждения, индекс «но» означает принадлежность величины к сумме первой и второй частей наружного ограждения. Так, величина Qпл.но.1, показывает долю лучистой теплоотдачи панели в сторону первой части наружного ограждения, а величина Qпл.но.2 показывает долю лучистой теплоотдачи панели в сторону второй части наружного ограждения.

Рисунок Ж.2 - К определению облученности наружного ограждения греющей поверхностью

В формулах (Ж.6)-(Ж.8) принято с соответствующими индексами:

Fнo.1, Fнo.2 - то же, что в формуле (Ж.5);

qл - плотность лучистого теплового потока, поступающего на поверхности в помещение от внутренних источников и солнечной радиации, Вт/м2; определяют по формуле

(Ж.9)

где Qпл - то же, что в формуле (Ж.2);

Fп - то же, что в формуле (4);

Fно - то же, что в формуле (15);

Fво - то же, что в формуле (22);

kно - частичный коэффициент теплопередачи всего наружного ограждения за вычетом теплообмена на внутренней поверхности, Вт/(м2·°С); определяют по формуле

(Ж.10)

где

Fно.1, Fно.2 - то же, что в формуле (Ж.5);

tн - то же, что в формуле (15);

Qпл.но - лучистая теплоотдача панели в сторону поверхности наружных ограждений, Вт;

Кл.но - коэффициент, Вт/°С; определяют по формуле

Кл.но = Fноαл,

(Ж.11)

где

Fнo - то же, что в формуле (15);

К - коэффициент, Вт/°С; определяют по формуле

K = Fαк,

(Ж.12)

где

F - площадь поверхности ограждения, м2;

αл и αк - коэффициенты лучистого и конвективного теплообмена на поверхностях, Вт/(м2·°С); определяют по формулам

(Ж.13)

(Ж.14)

где

b - корректирующий коэффициент, для принятого диапазона температуры в помещении; определяют по формуле

b = 0,82 + 0,005(tп + tно),

(Ж.15)

где

tп - то же, что в формуле (10);

tно - то же, что в формуле (22);

Fп - то же, что в формуле (4);

Fно - то же, что в формуле (15);

φ - то же, что в формуле (Ж.3);

Аi - коэффициент, зависящий от положения поверхности: для нагретого пола - 2,16; для стен - 1,66; для нагретого потолка - 1,16;

tв - то же, что в формуле (1);

t - температура поверхности, °С;

Qк - конвективный тепловой поток, поступающий в помещение от внутренних источников (в расчетных условиях - расход теплоты на нагрев инфильтрационного воздуха), Вт;

Qпк - то же, что в формуле (Ж.1).

Радиационную температуру помещения tR, °C, используемую для оценки комфортности тепловой обстановки, определяют как среднюю по площади температуру поверхностей

(Ж.16)

где

Fп - то же, что в формуле (4);

tп - то же, что в формуле (10);

Fво, tво, tно - то же, что в формуле (22);

Fно - то же, что в формуле (15).

Решение системы в виде (Ж.6)-(Ж.8) неоднозначно, т.к. формулы включают значения величин Qп, представляющих собой функцию результата - температуры tно и tво. Поэтому решение осуществляется с помощью итерации. Начальные значения величин в формулах принимают без учета особенностей лучистого теплообмена.

Библиография

[1] Стандарт ДИН EH 14037-2003

(DIN EN 14037-2003)

Панели теплоизлучающие, монтируемые на потолке и снабжаемые водой при температуре ниже 120°С. Ч. 1, 2, 3 (Dekenstrahlplatten fuer Wasser mit einer Temperatur unter 120°C - Teil 1, Teil 2, Teil 3)

[2] Стандарт ИСО 7730:2005

(ISO 7730:2005)

Эргономика тепловых условий. Аналитическое определение и интерпретация комфортности теплового режима с использованием расчета показателей PMV и PPD и критериев локального теплового комфорта (Ergonomics of the thermal environment - Analytical determination and interpretation of thermal comfort using calculation of the PMV and PPD indices and local thermal comfort criteria)

[3] ASHRAE Handbook - Fundamentals - SI Edition. 2005

[4] Банхиди Л. Тепловой микроклимат помещения: Расчет комфортных параметров по теплоощущениям человека / Л. Банхиди. - М.: Стройиздат, 1981

Ключевые слова: панели лучистого отопления, комфортность тепловой обстановки в помещении, теплоотдача панели, потери давления теплоносителя