Номинальные габариты и присоединительные размеры водоподогревателей, мм

1. Для выбора необходимого типоразмера водоподогревателя предварительнозадаемся оптимальной скоростью нагреваемой воды в трубках, равнойW_тр = 1 м/с, и исходя из двухпоточной компоновки каждой ступени определяемнеобходимое сечение трубок водоподогревателя f_тр^усл, м², по формуле

(1)

В соответствии сполученной величиной f_тр^усл и по табл. 1выбираем необходимый типоразмер водоподогревателя.

2. Для выбранного типоразмера водоподогревателя определяем фактическиескорости воды в трубках и межтрубном пространстве каждого водоподогревателя придвухпоточной компоновке по формулам:

(2)

(3)

3. Коэффициент теплоотдачи a₁, Вт/(м²×°С), от греющей воды к стенке трубки определяется по формуле

(4)

где

(5)

Эквивалентныйдиаметр межтрубного пространства, м, определяется по формуле

(6)

Для выбранноготипоразмера водоподогревателя d_экв принимается по табл. 1.

4. Коэффициент теплоотдачи a₂, Вт/(м²×°С) от стенки трубки к нагреваемой воде определяется по формуле

(7)

где

(8)

5. Коэффициент теплопередачи водоподогревателя k, Вт/(м²×°С), следует определять по формуле

(9)

где y - коэффициент эффективности теплообмена длягладкотрубных водоподогревателей с опорами в виде полок y = 0,95, для гладкотрубных с блоком опорныхперегородок y = 1,2, для профилированныхи с блоком опорных перегородок y = 1,65;

b - коэффициент, учитывающий загрязнениеповерхности труб в зависимости от химических свойств воды, принимается b = 0,8 - 0,95.

6. При заданной величине расчетной производительности водоподогревателя Q_h^SP по полученным значениям коэффициента теплопередачи kисреднелогарифмической разности температур Dt_ср определяется необходимаяповерхность нагрева водоподогревателя F по формуле (1) прил. 5.

7. Число секций водоподогревателя в одном потоке N, шт., исходя из двухпоточной компоновкиопределяется по формуле

(10)

Если величина N,полученная по формуле (10) имеет дробную часть, составляющую более 0,2,число секций следует округлять в большую сторону.

8. Потери давления DР, кПа, в водоподогревателяхследует определять по формулам:

для нагреваемойводы, проходящей в гладких трубках:

а) при длинесекции 4 м

(11)

б) при длинесекции 2 м

(12)

где j - коэффициент, учитывающийнакипеобразование; принимается по опытным данным, при их отсутствии - следуетпринимать j = 2 ... 3.

для нагреваемойводы, проходящей в профилированных трубках, в формулах (11) и (12) вводитсяповышающий коэффициент 3;

для греющейводы, проходящей в межтрубном пространстве:

(13)

Коэффициент Вприведен в табл. 3.

Таблица 3

ПРИМЕРРАСЧЕТА ДЛЯ ДВУХСТУПЕНЧАТОЙ СХЕМЫ ПРИСОЕДИНЕНИЯ ВОДОПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ ГОРЯЧЕГОВОДОСНАБЖЕНИЯ С ОГРАНИЧЕНИЕМ МАКСИМАЛЬНОГО РАСХОДА ВОДЫ ИЗ ТЕПЛОВОЙ СЕТИ НАВВОД И РЕГУЛИРОВАНИЕМ ПОДАЧИ ТЕПЛОТЫ НА ОТОПЛЕНИЕ

Выбрать и рассчитатьводоподогревательную установку для системы горячего водоснабжения центральноготеплового пункта на 1516 условных квартир (заселенность - 3,5 чел на квартиру),оборудованную водоподогревателями, состоящими из секций кожухотрубного типа струбной системой из прямых гладких трубок и блоками опорных перегородок по ГОСТ27590.

Водоподогревателиприсоединены к тепловой сети по двухступенчатой смешанной схеме с ограничениеммаксимального расхода воды из тепловой сети на ввод.

Системаотопления присоединена к тепловым сетям по зависимой схеме с автоматическимрегулированием подачи теплоты.

Баки-аккумуляторынагреваемой воды как в ЦТП, так и у потребителей отсутствуют.

Исходные данные:

1. Регулирование отпуска теплоты в системе централизованноготеплоснабжения принято центральное, качественное по совмещенной нагрузкеотопления и горячего водоснабжения.

2. Температура теплоносителя (греющей воды) в тепловой сети всоответствии с принятым для данной системы теплоснабжения графиком изменениятемпературы воды в зависимости от температуры наружного воздуха принята:

при расчетнойтемпературе наружного воздуха для проектирования отопления t₀ = -26 °С:

в подающем трубопроводеt₁=150°С;

в обратномтрубопроводе t₂=70 °С;

в точке изломаграфика температуры t¢_н = 23 °С:

в подающемтрубопроводе t¢₁=80 °С;

в обратномтрубопроводе t¢₂= 42 °С.

3. Температура холодной водопроводной (нагреваемой) воды в отопительныйпериод, поступающей в водоподогреватель I ступени, t_c = 2 °С (по данным эксплуатации).

4. Температура воды, поступающей в систему горячего водоснабжения навыходе из II ступени водоподогревателя t_h = 60 °С.

5. Максимальный тепловой поток на отопление потребителей, присоединенныхк ЦТП, Q_omax = 5,82 × 10⁶ Вт.

6. Расчетная тепловая производительность водоподогревателей Q_h^SP= 4,57 × 10⁶ Вт.

7. Максимальный расчетный секундный расход воды на горячее водоснабжениеg_h = 21,6 л/с.

Порядок расчета:

1. Максимальный расход сетевой воды на отопление

2. Максимальный расход греющей воды на горячее водоснабжение

3. Для ограничения максимального расхода сетевой воды на ЦТП в качестверасчетного принимается больший из двух расходов, полученных по пп.1, 2

4. Максимальный расход нагреваемой воды через I и II ступени водоподогревателя

5. Температура нагреваемой воды за водоподогревателем I ступени

6. Расчетная производительность водоподогревателя I ступени

7. Расчетная производительностьводоподогревателя II ступени

8. Температура греющей воды на выходе из водоподогревателя II ступени t^II₂ и на входе вводоподогреватель I ступени t^I₁

Температура греющей воды на выходе изводоподогревателя I ступени

10. Среднелогарифмическая разность температур между греющей и нагреваемойводой для I ступени водоподогревателя

11. Среднелогарифмическая разность температурмежду греющей и нагреваемой водой для II ступени водоподогревателя

12. В соответствии с п. 1 настоящего приложения определяем необходимое сечение трубокводоподогревателя при скорости воды в трубках W_тр = 1 м/с и двухпоточной схемевключения

По табл. 1настоящего приложения и полученной величине f_тр^усл подбираем типводоподогревателя со следующими характеристиками:

f_тр = 0,0093м²;

D_н = 219 мм;

f_мтр = 0,02139 м²;

d_экв = 0,0224 м;

f_сек = 11,51 м² (придлине секции 4 м);

13. Скорость воды в трубках при двухпоточной компоновке

14. Скорость воды в межтрубном пространстве при двухпоточной компоновке

15. Расчет водоподогревателя I ступени:

а) средняятемпература греющей воды

б) средняятемпература нагреваемой воды

в) коэффициенттеплопередачи от греющей воды к стенке трубки

г) коэффициенттеплоотдачи от стенки трубки к нагреваемой воде

д) коэффициенттеплопередачи при b = 0,9

Коэффициент y принят равным 1,2 для гладких трубок;

е) требуемаяповерхность нагрева водоподогревателя I ступени

ж) число секцийводоподогревателя I ступени при длине секции 4 м

Принимаем 5секций в одном потоке; действительная поверхность нагрева будет

16. Расчет водоподогревателя II ступени:

а) средняятемпература греющей воды

б) средняятемпература нагреваемой воды

в) коэффициенттеплопередачи от греющей воды к стенке трубки

г) коэффициенттеплоотдачи от стенки трубки к нагреваемой воде

д) коэффициенттеплопередачи при b = 0,9

е) требуемаяповерхность нагрева водоподогревателя II ступени

ж) число секцийводоподогревателя II ступени

Принимаем 2секции в одном потоке, действительная поверхность нагрева будет

В результатерасчета получилось по 2 секции в каждом водоподогревателе II ступени и 5 - вкаждом водоподогревателе I ступени суммарнойповерхностью нагрева 161 м².

17. Потери давления в водоподогревателях (7 последовательных секций вкаждом потоке):

для воды,проходящей в трубках (с учетом j = 2)

для воды,проходящей в межтрубном пространстве

Коэффициент Впринимается по табл. 3 настоящего приложения.

При примененииводоподогревателя с профилированными трубками необходимое число секций в Iступени составит 3 секции, а во II - 2 секции в одном потоке.Потери давления по нагреваемой воде с коэффициентом j = 2 составляют 300 кПа.

В 1994 г. намосковском заводе «Сатэкс» освоен выпуск кожухотрубных многоходовыхводоподогревателей с I и II ступенями нагрева водном корпусе (рис. 5), технические характеристики которых приведены втабл. 4настоящего приложения. Тепловая производительность определена для условий,близких к реальным в системе теплоснабжения:

дляводоподогревателей горячего водоснабжения: температурный перепад по греющейводе 70 - 30 °С, по нагреваемой - 5 - 60 °С, максимальные потери давления понагреваемой воде, направляемой по трубкам, - 27 - 36 кПа (ИТП - ЦТП);

дляводоподогревателей отопления: температурный перепад по греющей воде - 150 - 76°С, по нагреваемой, направляемой по межтрубному пространству, при применении вИТП - 105 - 70 °С и максимальной потере давления - 30 кПа; при применении в ЦТП- 120 - 70 °С и максимальной потере давления - 60 кПа (потери давления принятывезде для нового, чистого теплообменника).

Запас в поверхностинагрева принят 20 %.

В пересчете нарасчетный режим работы по ГОСТ 27950-88Е (скорость воды в трубках 2 м/с) эти жеустановки ТМПО и ТМПГ, применяемые в ИТП, будут иметь характеристики,приведенные в табл. 5. При этом достигаются такие жекоэффициенты теплопередачи, как и в пластинчатых водоподогревателях намаксимальных скоростях теплоносителей.

С 1996 г. на томже заводе «Сатэкс» начат выпуск водоподогревателей установки полуразборнойконструкции облегченного типа (рис. 6) для тепловых пунктов,размещаемых в подвале здания.

Рис. 5 Общий видгоризонтального многоходового кожухотрубного водоподогревателя

а- общий вид; б - разрез по секциям; 1 - вход холодной воды - I ступень; 2 - выходтеплоносителя - Iступень; 3- выход горячейводы - I ступень; 4- выход горячей воды - II ступень; 5 - вход теплоносителя - I ступень, 6 - выходтеплоносителя - IIступень; 7 - выход теплоносителя - II ступень; 8 - вход холодной воды - II ступень, в,г - конструктивные размеры: 1- секции; 2 -соединительнаякамера межтрубного пространства; 3- то же, трубного; 4 - трубная доска; 5 - шарнир;

В₁ -холодная вода; В₂ -горячая вода; В₃ -циркуляционная линия горячего водоснабжения; Т₁ - подающая теплосети; Т₂ - выход греющей воды из II ступени; Т₃ - вход греющей воды в Iступень; Т₄ - обратная теплосети

Рис. 6. Водоподогревательблочного типа по ТУ 400-28-132-90

Основныетехнические характеристики водоподогревателей блочного типа для ИТП (установкаиз 3 блоков)

Таблица4

Поиск по сайту: