Лекции.ИНФО


Тепловой и гидравлический расчет подогревателей горячего водоснабжения.



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/(м2С);

Δtср – 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: τ1 = 150С (130С),

τ2 = 70С;

температуры сетевой воды в подающей трубе в точке излома графика при

tн = 4,5С: τ1 = 70С,

(15)

где δτ – расчетный перепад температур в тепловой сети,

δτ = 150-70=80С;

q0 – относительный расход тепла.

, (16)

где tі – внутренняя расчетная температура жилых зданий, С;

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

Принимаем температуру сетевой воды после подогревателя τ3 = 30С.

Расход сетевой воды на горячее водоснабжение (греющая среда):

, м3/ч (17)

Расход водопроводной воды на горячее водоснабжение (нагреваемая среда):

 

, м3/ч. (18)

где τг – температура горячей воды;

τх – 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/ (м2С) (20)

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

α1 – коэффициент теплоотдачи от греющего теплоносителя к стенкам трубок, Вт/ (м2С);

α2 – коэффициент теплоотдачи от стенки ко вторичному теплоносителю,

Вт/ (м2С).

, Вт/ (м2С) (21)

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

dэкв – эквивалентный диаметр межтрубного пространства, м;

τср – средняя температура нагреваемой среды, С (150+70)/2=110С.

м (22)

Скорость движения в межтрубном пространстве равна:

, м/с. (23)

 

, Вт/ (м2С) (24)

Скорость движения нагреваемой среды:

, м/с (25)

Средняя температура нагреваемой воды:

С. (26)

 

, С (27)

где Δtб – большая разность температур греющей и нагреваемой среды;

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

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 Нтр – 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.

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

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

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

Нсв – свободный напор в водоразборном приборе. Величина свободного напора необходима для обеспечения нормальной скорости истечения воды из водоразборного прибора. Напор свободного слива воды Нсв 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 Нсв принимается по СНиП – 2.01.04.-85).

В правильно запроектированной системе избыточный напор должен быть равен нулю:

, (30)

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

Нвод = 50 м или Нвод = 35м)

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

При избыточном напоре на вводе, т.е. ΔНр > 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 ΔНизб – избыточный напор, который необходимо погасить, м.вод.ст.;

d – внутренний диаметр, мм;

gс – 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.









Читайте также:

Последнее изменение этой страницы: 2016-03-25; Просмотров: 250;


lektsia.info 2017 год. Все права принадлежат их авторам! Главная