Расчёт скоростного водоподогревателя

Для горячего водоснабжения принимаем скоростной водоподогреватель с малой площадью межтрубного пространства, корпус стальной, трубки латунные. Площадь змеевика водоподогревателя определяется по формуле:

где, μ=0,7 – коэффициент зарастания трубок змеевика; Δt_ср – среднелогарифмическая разность температур нагреваемой и греющей воды;

Δt_ср = , °С

где, Δt_б и Δt_м - соответственно большая и меньшая разность температур на входе и выходе из водоподогревателя, определяется по формуле:

Δt_б = Т₁ – t_в = 140 – 60 = 80°С

Δt_м = Т₂ – t_х = 75 – 5 = 70°С

где, t_в и t_x – температура нагреваемой воды на входе и выходе из водоподогревателя, °С; T₁, Т₂ - температура воды (теплоносителя) на входе и выходе водоподогревателя, °С.

Δt_ср = (80 – 70)/(2,31·lg(80/70)) = 74,6°C

Q_hr^h – тепловой поток в час максимального водопотребления, кВт:

Q_hr^h =1,16 q_hr^h ·(55 – t^c)+ Q^ht , [кВт]

q_hr^h – максимальный часовой расход горячей воды:

q_hr^h = 0,005·q^h_{о hr} ·a_hr

где, q^h_{о hr} – мах расход горячей воды одним прибором, определяется по прил.3 [1] в зависимости от нормы водопотребления; q^h_{о hr} = 200 л/ч; a_hr – безразмерный коэффициент, принимаем по прил. 4 табл. 2 [1] в зависимости от числа приборов и вероятности их одновременного использования NP^h_hr

P^h_hr = 3600·P^h·q^h_о / q^h_{о hr}

где, P^h – вероятность одновременного действия санитарно-технических приборов; q^h_о - максимальный расход горячей воды одним прибором (0,2 л/с).

P^h_hr = 3600 · 0,015·0,2/200 = 0,054

NP^h_hr = 270 · 0,054 = 14,58 => a_hr = 5,437

q_hr^h = 0,005 ·200 · 5,437 = 5,437 л/ч

Q_hr^h =1,16 · 5,437 · (55 – 5) + 14,184 = 329,53 кВт

К – коэффициент теплопередачи змеевика, принимаем в зависимости от скорости движения воды в межтрубном пространстве и скорости нагреваемой воды в трубах по методическим указаниям [2], кВт/м²·°С.

Для определения коэффициента К задаемся типом водонагревателя из учебного пособия [3]. Принимаем водоподогреватель ВП-080 СТ 34588-68 со следующими техническими показателями:

- внутренний диаметр корпуса -82 мм.

- площадь живого сечения трубок - 0,00185 м²

- площадь межтрубного пространства – 0,00287 м²

- площадь поверхности нагрева 1 секции – 2,24 м²

- длина секции – 4 м

- число трубок – 12шт

Скорость движения воды в межтрубном пространстве определяется по формуле:

V_мт = , [м/с]

G - расход греющей воды,

G = Q_hr^h · 3,6/(T₁-T₂) · 4,2, [м³/ч]

G = 329,53 · 3,6 / (140 – 75) · 4,2 = 4,34 м³/ч

V_мт = 4,34 / 3600 · 0,00287 = 0,42 м/с

Скорость нагреваемой воды в трубках:

V_тр = , [м/с]

V_тр = 5,437 / 3600 · 0,00185 = 0,82 м/с

К = 1,24 кВт/(м² К)

F_зм = 329,5 3/ (0,7 · 1,24 · 74,6) = 5,1 м²

Определяем число секций ВП:

n_с = F_зм /f_зм = 5,1 / 2,24 = 2,3 ≈ 3секции

Определяем потери напора в водоподогревателе:

Н_вп = 1000 · V²_тр · n_c · n · m, [мм вод.ст.]

где, V_тр – скорость движения воды в трубках, м/с; n – коэффициент, учитывающий увеличение потерь напора в трубках водоподогревателей за счет их зарастания, зависящий от количества чисток в течении года, при одноразовой чистке n = 4; m – коэффициент гидравлического сопротивления одной секции водоподогревателя, m =0,75.

Н_вп = 1000 · 0,82² · 3 · 4 · 0,75 = 6051,6 мм.вод.ст.

Определяем требуемый напор в системе горячего водоснабжения:

H^h_ser = H^h_geom+ΣH^h_tot + Н^f

где, H^h_geom – геометрическая высота подъема горячей воды от середины водоподогревателя до оси смесителя диктующего прибора, м;

Н_geom = 44 м

ΣH^h_tot =ΣH^I + Н_вп - сумма потерь напора по длине и в местных сопротивлениях с учетом накипи от оси водоподогревателя до оси смесителя диктующего прибора;

ΣH^h_tot = 4,385 + 6,051 = 10,436 м

Н^f – свободный напор у диктующего прибора (прил.2 [1]). Н^f = 2 м.

H^h_ser =44,0 + 10,436 + 2 = 56,436 м

Н_р^h = 56,436 – 20,5 = 35,94 м ≈ 35,35 м

Следовательно, насосы, подобранные в системе холодного водоснабжения, соответствуют требуемому напору в системе горячего водоснабжения.

Поиск по сайту: