Важным экономическим показателем является расход металла на теплопроводы и отопительные приборы. Расход металла на теплопроводы возрастает с увеличением площади их поперечного сечения. Вычислим соотношение площадей поперечного сечения теплопроводов, по которым подаются различные теплоносители для одинаковой теплопередачи в помещения. Примем, что для отопления используются вода, температура которой понижается со 150 до 70°С, пар давлением 0,17 МПа (1,7 кгс/см2) и воздух, охлаждающийся с 60°С (предельно допустимая по санитарным нормам температура) до температуры помещения 15°С. Результаты расчетов, а также характерные
Таблица 1.1. Сравнение основных теплоносителей для отопления
| Параметры | Теплоноситель | ||
| вода | пар | воздух | |
| Температура, °С Плотность, кг/м3 Удельная массовая теплоемкость, кДж/(кг-К) [к кал/ (кг -"С)} | 150—70=80 917 4,31 (1,03) | 1,5 21Г5(520)* | 60—15=45 1,03 1,0(0,24) |
| Плотность, кг/м3 | 1,5 | 1,03 | |
| Удельная массовая теплоёмкость, кДж/(кг·К) [ккал/(кг·°С)] | 4,31 (1,03) | 2175 (520)* | 1,0 (0,24) |
| Количество теплоты для отопления в 1 мэ, кДж (ккал) | 316370(75560) | 3263 (780) | 46,4(11,1) |
| Скорость движения, м/с | 1,5 | ||
| Соотношение площадей поперечного сечения теплопроводов | 1, 8 |
* Удельная теплота конденсации, кДж/кг (ккал/кг).
параметры теплоносителей (плотность, теплоемкость воды и воздуха, удельная теплота конденсации пара) сведем в табл. 1.1.
Видно, что площади поперечных сечений водоводов и паропроводов близки; сечение воздуховодов в сотни раз больше. Это объясняется, с одной стороны, значительной теплоаккумуляционной способностью воды и свойством пара перемещаться с высокой скоростью и выделять большое количество теплоты при конденсации, с другой стороны,— малой плотностью и теплоемкостью воздуха.
При сравнении расхода металла следует также учесть, что площадь поперечного сечения труб для отвода конденсата от приборов — конденсатопроводов меньше площади сечения паропроводов, так как объем конденсата примерно в 1000 раз меньше объема той же массы пара.
Можно сделать вывод, что расход металла, как на водоводы, так и на паропроводы и конденсатопроводы будет значительно меньшим, чем на воздуховоды, даже выполненные из тонколистовой стали. Кроме того, при большой длине воздуховодов малотеплоемкий теплоноситель сильно охлаждается по пути. Поэтому в этих случаях в качестве теплоносителя используют не воздух, а воду или пар.
Расход металла на отопительные приборы, обогреваемые паром, меньше, чем на приборы, нагреваемые горячей водой. Это связано с уменьшением площади приборов при более высокой температуре нагревающей их среды. Уже отмечалось, что конденсация пара в приборах происходит без изменения температуры насыщенного пара (например, при температуре пара 130°С, если давление 0,17 М.Па), а при охлаждении воды в приборах понижается средняя температура (например, до 110°С при предельной температуре воды, входящей в прибор, 150 °С и выходящей из прибора 70 °С). Так как площадь нагревательной поверхности приборов обратно пропорциональна температурному напору, то при указанных в скобках значениях температуры площадь паровых приборов приблизительно составит (110—20):(130—20) =0,82 площади водяных приборов (20 °С — температура помещений).