Закрытые системы теплоснабжения

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 12Следующая ⇒

При качественном регулировании отпуска теплоты расчетные расходы сетевой воды на отопление и вентиляцию, т/ч, определяются по следующим формулам:

; (4.15)

, (4.16)

где τ ₁, τ ₂– расчетные температуры сетевой воды соответственно в подающем и обратном теплопроводах при t_o, °С;

Q_o_max, Q_v_max – соответственно максимальные тепловые потоки на отопление и вентиляцию при t_o_,кВт;

c – удельная теплоемкость воды, кДж/(кг· К).

Расчетные расходы сетевой воды на горячее водоснабжение, т/ч, зависят от схемы присоединения водоподогревателей и определяются по формулам:

а) при параллельной схеме присоединения водоподогревателей

среднечасовой –

; (4.17)

максимальный –

; (4.18)

б) при двухступенчатых схемах присоединения водоподогрева-телей

среднечасовой –

; (4.19)

максимальный –

, (4.20)

где τ ΄ ₁, τ ΄ ₂°С – температура воды в подающем и обратном теплопроводах в точке излома графика температур воды;

τ ΄ ₃ – температура воды после параллельно включенного водоподогревателя при t΄ _н, рекомендуется принимать τ ΄ ₃ = 30 °С.

Определяем суммарный расчетный расход сетевой воды, т/ч, в двухтрубных тепловых сетях при регулировании по отопительной нагрузке

, (4.21)

где К₃ – коэффициент, учитывающий долю среднего расхода воды на горячее водоснабжение, принимается в зависимости от мощности системы теплоснабжения (для систем с тепловым потоком
Σ Q ≥ 100 МВт К₃ = 1, 0; для систем с Σ Q < 100 МВт при отсутствии баков-аккумуляторов К₃ = 1, 2; при наличии баков-аккумуляторов
К₃ = 1, 0).

Для потребителей при Q_hmax / Q_omax > 1 при отсутствии баков-аккумуляторов, а также с тепловым потоком 10 МВт и менее, суммарный расчетный расход воды определяется по формуле:

. (4.22)

При центральном качественном регулировании отпуска теплоты по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения расчетный расход сетевой воды в двухтрубных тепловых сетях определяется как сумма расходов воды на отопление и вентиляцию без учета нагрузки горячего водоснабжения по формуле:

. (4.23)

Расчетный расход воды, т/ч, в неотапливаемый период, определяют по формуле:

, (4.24)

где G₂_h_max – максимальный расход сетевой воды на горячее водоснабжение, при всех схемах присоединения водоподогревателей горячего водоснабжения определяемый по формуле (4.18);

β – коэффициент, учитывающий изменение расхода воды на горячее водоснабжение в неотопительный период по отношению к отопительному, принимаемый для жилищно-коммунального сектора равным 0, 8 (для курортных и южных городов β = 1, 5, для промышленных предприятий β = 1, 0).

Тепловой и гидравлический расчет водоподогревателей сводится к определению расчетной поверхности нагрева, выбора номера и количества секций, а также гидравлического сопротивления водоподогревателя по греющей и нагреваемой воде.

Скоростные водоподогреватели собирают из отдельных секций, число которых зависит от требуемой производительности тепла. Каждая секция нагревателя представляет собой корпус, изготовленный из стальной трубы, внутри которой размещают пучок из нагревательных латунных или стальных трубок диаметром 14 – 16 мм. По этим трубкам пропускают нагреваемую воду, а вокруг них – греющую.

В скоростных водоподогревателях расходуемая вода протекает с большой скоростью: 0, 5 – 2, 5м/с. Благодаря этому, они имеют высокие коэффициенты теплопередачи, а следовательно, такие водонагреватели очень компактны и занимают небольшую площадь.

Расчет необходимо вести в следующем порядке. Задавшись скоростью нагреваемой воды в пределах 0, 5 – 2, 5 м/с, определяют требуемую площадь сечения трубок нагревателя исходя из максимального часового расхода горячей воды:

. (4.25)

Пользуясь техническими данными для водоподогревателей, его подбирают по ближайшему к вычисленному значению площади сечения трубок, после чего для выбранной марки водоподогревателя вычисляют скорости движения нагреваемой v_н.в.и греющей v_г.в. воды, м/с:

, (4.26)

, (4.27)

где – площадь сечения межтрубного пространства, по которому течет греющая вода, м²;

– начальная и конечная температуры теплоносителя;

– теплоемкость воды 4, 19 кДж/кг^.град;

– плотность воды 1000 кг/м³.

Пользуясь приложением, по вычисленным значениям, находят величину коэффициента телепередачи нагревательной поверхности в Вт/м^2.град.

Необходимую поверхность нагрева водоподогревателей в м² определяют по часовому расходу тепла , кВт, и коэффициенту теплопередачи в Вт/м^2.град:

, (4.28)

где – поправочный коэффициент, учитывающий наличие накипи на трубках подогревателя для стальных трубок 0, 6 и для латунных – 0, 75;

– расчетная разность температур теплоносителя и нагреваемой воды, ⁰С.

Для скоростных водонагревателей определяют по формуле:

, (4.29)

где – большая и меньшая разности температур между теплоносителем и нагреваемой водой на концах водонагревателя.

Чаще всего водонагреватели работают по противоточной схеме (холодная вода встречает остывший теплоноситель, а нагретая – горячий).

При этом и , где – начальная и конечная температуры теплоносителя, – начальная и конечная температуры нагреваемой воды – 5 ⁰С и 75 ⁰С.

Определив величину требуемой поверхности нагрева водоподогревателя, подбирают номер и число секций из таблицы технических данных.

, (4.30)

где – требуемое число секций принятого водонагревателя;

– площадь поверхности нагрева одной секции.

ПРИМЕР 4.4.Выполнить расчет водоподогревателя горячего водоснабжения (параллельная схема). Предварительно выбираем водоводяной подогреватель 2-57x2000-Р по ТУ 400-28-429-82Е.

Исходные данные:

Расчетный расход тепла на горячее водоснабжение

Q = 67, 4 кВт = 57954 ккал/ч

Температура греющей воды на входе в подогреватель Т1 = 70 °С.

Температура греющей воды на выходе из подогревателя
Т2 = 30 °С.

Температура нагреваемой воды на выходе из подогревателя
t₁ = 60 °С.

Температура нагреваемой воды на входе в подогреватель t₂= 5 °С.

Наружный и внутренний диаметры трубок dн = 16, dв = 14 мм.

Число трубок в живом сечении подогревателя z = 4.

Площадь живого сечения трубок fтр = 0, 00062 м².

Площадь сечения межтрубного пространства fмт = 0, 00116 м².

Эквивалентный диаметр межтрубного пространства dэ = 0, 0129 м².