Тепловой и гидравлический расчет подогревателей горячего водоснабжения.

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 3Следующая ⇒

Задачей теплового расчета является определение необходимой площади поверхности нагрева подогревателя при заданной тепловой производительности, конструкции, известных температурах греющей и нагреваемой сред на входе в подогреватель и на выходе из него.

В системах горячего водоснабжения жилых зданий принимаются секционные скоростные подогреватели. В подогревателях горячего водоснабжения греющая сетевая вода пропускается по межтрубному пространству. Эти достигается выравнивание скоростей нагреваемой воды и лучшее удаление накипи.

В настоящее время секционные скоростные подогреватели выпускаются по ГОСТ 27590-2005; пластинчатые - по ГОСТ Р ИСО 15547-1-2009.

Если в системах горячего водоснабжения не устанавливают баки-аккумуляторы, то расчет поверхности нагрева ведется по максимальным часовым нагрузкам, а при установке – по среднечасовым нагрузкам.

Площадь теплообменной поверхности определяется:

, м²(14)

где - тепловая производительность, Вт. (1Вт∙ ч=3600 Дж. При расчете Вт Дж необходимо перевести в Вт).

к – коэффициент теплопередачи, Вт/(м²∙ ^○С);

Δ t_ср – средняя разность температур греющего и нагреваемого теплоносителя, ^○С.

Все расчеты производят при температуре воды после системы отопления в точке излома температурного графика.

расчетные температуры сетевой воды: τ ₁ = 150^○С (130^○С),

τ ₂ = 70^○С;

температуры сетевой воды в подающей трубе в точке излома графика при

t_н^” = 4, 5^○С: τ ₁^” = 70^○С,

(15)

где δ τ – расчетный перепад температур в тепловой сети,

δ τ = 150-70=80^○С;

q₀ – относительный расход тепла.

, (16)

где t_і – внутренняя расчетная температура жилых зданий, ^○С;

t₀ – расчетная наружная температура для проектирования отопления (согласно городу по заданию).

Принимаем температуру сетевой воды после подогревателя τ ₃ = 30^○С.

Расход сетевой воды на горячее водоснабжение (греющая среда):

, м³/ч (17)

Расход водопроводной воды на горячее водоснабжение (нагреваемая среда):

, м³/ч. (18)

где τ _г – температура горячей воды;

τ _х – температура холодной воды, ^○С.

Задаемся скоростью воды в нагревателе порядка 0, 5-1 м/с найдем ориентировочную площадь межтрубного пространства:

, м²(19)

Выбираем тип водонагревателя по площади межтрубного пространства по прил.12

Коэффициент теплоотдачи водонагревателя:

, Вт/ (м²∙ ^○С) (20)

где М – коэффициент, учитывающий накипь и загрязнение трубок (определяется по прил.9);

α ₁ – коэффициент теплоотдачи от греющего теплоносителя к стенкам трубок, Вт/ (м²∙ ^○С);

α ₂ – коэффициент теплоотдачи от стенки ко вторичному теплоносителю,

Вт/ (м²∙ ^○С).

, Вт/ (м²∙ ^○С) (21)

где – скорость движения греющей среды в межтрубном пространстве, м/с;

d_экв – эквивалентный диаметр межтрубного пространства, м;

τ _ср – средняя температура нагреваемой среды, ^○С (150+70)/2=110^○С.

м (22)

Скорость движения в межтрубном пространстве равна:

, м/с. (23)

, Вт/ (м²∙ ^○С) (24)

Скорость движения нагреваемой среды:

, м/с (25)

Средняя температура нагреваемой воды:

^○С. (26)

, ^○С (27)

где Δ t_б – большая разность температур греющей и нагреваемой среды;

Δ t_м – меньшая разность температур греющей и нагреваемой среды. Принимается для водоводяных подогревателей – 5-10 ^○С, а для пароводяных – не менее 5^○С.

Необходимое количество секций водонагревателя:

(28)

где F- площадь поверхности теплообмена, м²;

_. – поверхность нагрева (принимается по паспортным данным водонагревателя по прил.12), м².

Расчет насосной установки

Общие потери напора от ввода водопровода до наиболее удаленной точки водоразбора представляют сумму:

, м.вод. ст., (29)

где Н_тр – потери напора в подающих трубопроводах, м.вод. ст; необходимо перевести из Па в м. вод. ст. 1 Па =10^-5 бар = 9, 87∙ 10^-6 атм.=7, 5∙ 10^{-3 мм.рт.ст.}

или 1 мм.рт.ст. = 1, 33∙ 10² Па

1 мм.вод.ст = 9, 8 Па или 1 м. вод. ст. = 10 кПа.

Н_в – потери напора в водомере, м.вод. ст (по прил.13);

Н_вд – потери напора в водонагревателе, м.вод. ст;

Н_г – геодезическая высота подачи воды от оси трубопровода водопроводной воды на вводе до наиболее высоко расположенного прибора, м.вод. ст;

Н_св – свободный напор в водоразборном приборе. Величина свободного напора необходима для обеспечения нормальной скорости истечения воды из водоразборного прибора. Напор свободного слива воды Н_св через открытые водоразборные краны у раковин, моек м умывальников принимается не менее 2 м.вод.ст. Для смесителей у ванн и душевых сеток – не менее 3 м.вод.ст. (величина Н_св принимается по СНиП – 2.01.04.-85).

В правильно запроектированной системе избыточный напор должен быть равен нулю:

, (30)

где Н_вод – напор водопроводной воды на вводе, м.вод. ст. (принимается

Н_вод = 50 м или Н_вод = 35м)

При недостаточном напоре водопроводной воды, когда Δ Н < 0, тогда на трубопроводе водопроводной воды между водомером и нагревателем устанавливают насос с напором не менее Δ Н_р. Производительность насоса выбирают по секундному расходу горячей воды в системе g_c. Количество насосов принимают не менее 2, из которых 2-ой – резервный.

При избыточном напоре на вводе, т.е. Δ Н_р > 5 м вод.ст. и при невозможности увязки давлений путем подбора диаметров, после водомерного узла должна предусматриваться дроссельная диафрагма. Диаметр отверстия дроссельной диафрагмы для погашения избыточного напора определяется по формуле:

, мм, (31)

где Δ Н_изб – избыточный напор, который необходимо погасить, м.вод.ст.;

d – внутренний диаметр, мм;

g_с – максимальный секундный расход воды в системе горячего водоснабжения (принимается по табл.2 из гидравлического расчета), л/с

Потери напора в скоростном водонагревателе ориентировочно определяют по формуле:

, м. вод. ст., (32)

Потери напора в водомере определяются по формуле:

, м.вод.ст., (33)

где S – коэффициент сопротивления водомера, зависящий от типоразмера принятого водомера.

G _c – секундный расход воды в системе горячего водоснабжения, л/с.

⇐ Предыдущая 123 Следующая ⇒