Требуемый циркуляционный расход воды в системе горячего водоснабжения Gц равен отношению суммарных теплопотерь ΣQобщ всеми подающими теплопроводами к произведению теплоемкости и разности температур горячей и холодной воды на выходе из водоподогревателя и у самой удаленной точки водоразбора. Распределение суммарного расхода воды, циркулирующей на головном участке подающего теплопровода, по отдельным веткам и стоякам системы, производится пропорционально потерям теплоты в них. Циркуляционные расходы воды на магистральных участках теплопроводов состоят из циркуляционных расходов стояков, находящихся впереди по ходу движения воды.
Расчетный циркуляционный расход воды (кг/ч), компенсирующий теплопотери:
, кг/ч (12)
где ΣQобщ – суммарные потери теплоты, Вт;
Δt – перепад температуры воды в подающих теплопроводах системы,
○С:
с – теплоемкость воды, с = 4,186 Дж/(кг∙○С).
Распределим циркуляционные расходы пропорционально потерям теплоты. Расчет ведем по каждому стояку. Для примера проведем расчет циркуляционных трубопроводов по ниже приведенной схеме (рис.6).
Рис. 6 Аксонометрическая схема системы горячего водоснабжения жилого дома: (в числителе приведены потери теплоты (Вт), в знаменателе – циркуляционные расходы, (кг/ч)
, кг/ч.
,
кг/ч.
кг/ч.
кг/ч.
кг/ч.
кг/ч.
кг/ч.
кг/ч.
Гидравлический расчет проводим аналогично расчету подающих теплопроводов. Начинаем его с определения потерь давления на участках подающих теплопроводов циркуляционного кольца через наиболее удаленный стояк. Диаметры участков подающих трубопроводов известны из гидравлического расчета подающих трубопроводов (таблица 2).
Вторая часть гидравлического расчета заключается в определении диаметров циркуляционных трубопроводов и потерь давления в них.
Нумерацию расчетных участков осуществляем как и на подающих теплопроводах, добавляя к номерам соответствующих участков штрихи. Расчетную длину этаже-стояка принимаем равной высоте этажа за вычетом высоты полотенцесушителя и длины двух подводок к нему:
l = 3 - 0,54+2∙0,25=2,96=3 м.
Гидравлический расчет удобно вести в виде таблицы 5.
Таблица 5
№ уч. | l, м | Gц, кг/ч | Gц, л/с | Dу | w, м/с | км | R, Па/м | ΔP, Па | ΣΔP, Па |
Примечание: кг/ч необходимо перевести в л/с (кг/ч = 1000/3600 – перевод из кг/ч в л/с).
Подбор оборудования теплового пункта
В системах горячего водоснабжения жилых и общественных зданий для нагрева водопроводной воды используют пластинчатые и скоростные секционные теплообменники. Последние, обладают большим коэффициентом теплоотдачи, компактны и просты в использовании.
Пластинчатый теплообменник - это устройство, в котором осуществляется передача теплоты от горячего теплоносителя к холодной (нагреваемой) среде через стальные гофрированные пластины, которые установлены в раму и стянуты в пакет.
Все пластины в пакете одинаковы, только развернуты одна за другой на 180°, поэтому при стягивании пакета пластин образуются каналы, по которым и протекают жидкости, участвующие в теплообмене. Такая установка пластин обеспечивает чередование горячих и холодных каналов. В процессе теплообмена жидкости движутся навстречу друг другу (в противотоке). В местах их возможного перетекания находится либо стальная пластина, либо двойное резиновое уплотнение, что практически исключает смешение жидкостей.
Вид гофрирования пластин и их количество, устанавливаемое в раму, зависят от эксплуатационных требований к пластинчатому теплообменнику. Материал, из которого изготавливаются пластины, может быть различным: от недорогой нержавеющей стали до различных экзотических сплавов, способных работать с агрессивными жидкостями.
Материалы для изготовления уплотнительных прокладок также различаются в зависимости от условий применения пластинчатых теплообменников. Обычно используются различные полимеры на основе натуральных или синтетических каучуков. Срок работы теплообменных пластин – 20-25 лет. Пластинчатые теплообменники бывают: разборные, сварные, спиральные, паяные.