Расчет водоподогревателя І ступени

Коэффициент теплоотдачи a1 от греющей воды к стенке пластины:

,

где А – коэффициент, зависящий от типа пластин (А = 0,492);

 = 0,5(66,8 + 74,8) = 70,8  – средняя температура греющей воды;

Коэффициент тепловосприятия  от стенки пластины к нагреваемой воде:

,

 = 0,5(5+36) = 20,5 °С  ;

Коэффициент теплопередачи К1: ,

где b – коэффициент, учитывающий уменьшение коэффициента теплопередачи из-за термического сопротивления накипи и загрязнений на пластине, принимается равным 0,80;

δ = 0,001 м – толщина стенки пластины;

λ = 16 Вт/(м ∙℃) – коэффициент теплопроводности пластины;

Требуемая поверхность нагрева I ступени:

Количество ходов в теплообменнике Х_I :

где  = 0,5 м² – поверхность нагрева одной пластины;

Число ходов округляется до целой величины, принимается 1 ход.

Действительная поверхность нагрева всего водоподогревателя I ступени :

;

Потери давления DР, кПа, в водоподогревателе I ступени:

– для греющей воды: ,

где j – коэффициент, учитывающий накипеобразование, который для греющей сетевой воды равен 1, а для нагреваемой воды должен приниматься по опытным данным, при отсутствии таких данных можно принимать j = 1,5–2,0;

Б – коэффициент, зависящий от типа пластины (Б = 3);

 – для нагреваемой воды: ,

где W_H  –скорость нагреваемой воды при условии прохождения максимального секундного расхода:

Расчет водоподогревателя ІІ ступени

Коэффициент теплоотдачи a1 от греющей воды к стенке пластины:

,

где А – коэффициент, зависящий от типа пластин (А = 0,492);

 = 0,5(74,8 +81) = 77,9  – средняя температура греющей воды;

Коэффициент тепловосприятия  от стенки пластины к нагреваемой воде:

,

 = 0,5(60+36) = 48 °С  ;

Коэффициент теплопередачи КII: ,

Требуемая поверхность нагрева II ступени:

Количество ходов в теплообменнике Х_II :

Число ходов округляется до целой величины, принимается 1 ход.

Действительная поверхность нагрева всего водоподогревателя II ступени:

Потери давления в водоподогревателе II ступени:

– для греющей воды:

 – для нагреваемой воды:

 

Суммарные потери давления (напора) по нагреваемой воде при пропуске максимального секундного расхода на горячее водоснабжение:

В результате в качестве водоподогревателей ГВС принимаются два теплообменника (І и II ступени) с пластинами типа 0,5Пр, толщиной 0,8 мм, из стали 12Х18Н1ОТ (исполнение 01), на двухопорной раме (исполнение 2К), с уплотнительными прокладками из резины марки 359 (условное обозначение 10). Поверхность нагрева І ступени 3,5 м², II ступени – 3,5 м ².

Схема компоновки І ступени схема компоновки II ступени

 

Подбор насосов

 

Требуемый напор городского водопровода на вводе в ЦТП в режиме максимального водоразбора при пропуске расчетного секундного расхода

,

где  – геометрическая высота подачи воды от уровня ввода водопровода в ЦТП (пола ЦТП) до наиболее высоко расположенного санитарного прибора;

Н_геом = 27,5 м;

 – сумма потерь напора в трубопроводах главной ветви системы от ЦТП до наиболее удаленной точки трубопровода;

= 7,03 м;

 – свободный напор у дальнего водоразборного прибора, который следует принимать равным 2 м – для моек и умывальников со смесителями; 3 м – для ванн и душей со смесителями;

H_f = 3 м;

 – потери напора в счетчике холодной воды;

Н_сч = 0,69 м;

 – потери напора для нагреваемой воды в водоподогревателях ЦТП;

Н_н = 12,7 м.

Требуемый напор: Н_треб = 27,5 + 7,03 + 3 + 0,69 + 12,7 = 50,9 м.

Располагаемый напор на вводе в ЦТП составляет 56 м.

Таким образом, располагаемый напор превышает требуемый на 5,1 м.

Следовательно, установка повысительного насоса не требуется.

В то же время избыточный напор необходимо погасить для предотвращения повышения свободного напора в водоразборных приборах и перерасхода воды.

Для гашения избыточного напора Н_изб = Н_гар – Н_треб = 56 – 50,9 = 5,1 м после водомерного узла устанавливается ручной балансировочный клапан фирмы Broen Ballorex S:

– требуемая пропускная способность клапана ;

– выбирается клапан D_у = 100 мм с К _v = 52 м³/ч при предварительной настройке 12;

– перепад давления на клапане:

– избыточное давление с учетом клапана: Н_изб = 5,1 – 4,1 = 1 м.

Также необходимо предусмотреть установку циркуляционного насоса по циркуляционной схеме: его подача должна быть равна суммарному циркуляционному расходу горячей воды в системе  = 14 м³/ч.

Напор циркуляционного насоса :

,

где ΣΔН_п ^cir  – потери напора в подающем теплопроводе и водоподогревателе II ступени в режиме циркуляции;

ΔН_тр ^cir = 0,78 м;

ΣΔ H_п ^cir = Δ H_тр ^cir + Δ H_н ^{cir II} = 0,78 + 1,4 = 2,18 м;

ΣΔ  – потери напора по циркуляционным трубопроводам при пропуске циркуляционного расхода;

 = 2,27 м;

х – доля максимального водоразбора, принимаемая для квартальных систем горячего водоснабжения равной 0,5–0,7;

Выбирается циркуляционный насос фирмы Grundfos MAGNA-D 50-120 F  с параметрами в рабочей точке Q = 14,5 м³/ч и Н = 11 м и мощностью 0,9кВт.

Необходимо также предусмотреть установку дополнительного резервного насоса на случай выхода из строя одного из рабочих насосов.

 

Подбор бака-аккумулятора

Расчет ёмкости бака-аккумулятора производится при условии непрерывной и равномерной в течение суток производительности водонагревателей, равной среднечасовому за сутки наибольшего водопотребления расходу теплоты на горячее водоснабжение .

Коэффициент часовой неравномерности теплопотребления  за сутки максимального потребления горячей воды:

Относительная величина регулирующего объема:

Регулирующий объем емкости бака-аккумулятора при мощности водонагревателя, не обеспечивающего максимального часового потребления теплоты:

К установке принимаются 2 бака по 40 м³ каждый (50 % расчетной ёмкости).

 

 

 

Приложение

Приложение 1. Результаты расчета

Таблица 1. Предварительный гидравлический расчет. Режим максимального водоразбора

Ст 2