Розрахунок теплообмінників гарячого водопостачання
Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Розрахунок теплообмінників гарячого водопостачання





У теплових пунктах можуть застосовуватись водо-водяні горизонтальні секційні кожухотрубні або пластинчасті теплообмінники.

Кожухотрубні водонагрівники складаються з окремих секцій кожухотрубного типу з блоком опорних перегородок і використовуються для систем теплопостачання з робочим тиском до 1,6 МПА, а температурою до 150оС.

Для того, щоб підібрати теплообмінник, виконують його тепловий розрахунок. Водонагрівник розраховують при найбільш несприятливих умовах, тобто при найнижчій температурі мережної води. Така ситуація спостерігається на початку опалювального періоду. Метою розрахунку є визначення необхідної гріючої поверхні теплообмінника при заданій температурі теплоносія, який надходить із теплової мережі, іншими словами, потрібно визначити кількість секцій кожухотрубного теплообмінника. Технічні і конструктивні дані кожухотрубних теплообмінників наведені в [4]. Послідовність теплового розрахунку така:

 

1 Визначають кількість водопровідної води (вторинного теплоносія), яку необхідно нагріти для потреб гарячого водопостачання в заданий проміжок часу , кг/с,

 

, (12)

 

де - теплова потужність теплообмінника, котру визначають на основі інтегрального графіка, кВт; с- теплоємність води, кДж/кгоС;

tг, tх - відповідно температура гарячої та холодної води.

2 Задавшись швидкістю води в трубках wвт.=0,5¸1 м/сек, обчислюють необхідну площу трубок

 

, (13)

 

де r- густина води, кг/м3.

3 Орієнтуючись на визначену площу, підбирають номер і тип теплообмінника. Виписують його основні характеристики, площу гріючої поверхні однієї секції, площу перерізу трубок та площу перерізу міжтрубного простору Розраховують дійсну швидкість води в трубках. Як правило, воду , яку нагрівають, пропускають по трубках, а в міжтрубному просторі знаходиться первинний теплоносій, тобто вода з теплової мережі.



4 Визначають витрати і швидкість первинного теплоносія

 

, (14)

 

де - температура теплоносія відповідно в подавальному і зворотному трубопроводах теплової мережі в точці перелому температурного графіка. Температуру теплоносія, що заходить у теплообмінник, установлюють за допомогою температурного графіка, при температурі зовнішнього повітря, яка відповідає перелому температурного графіка. Після теплообмінника температуру теплоносія при паралельній схемі приймають рівною при двоступеневій змішаній та при двоступеневій послідовній визначають за температурним графіком.

 

 

Швидкість первинного теплоносія дорівнює

 

, (15)

 

де - переріз міжтрубного простору, м2.

 

5 Розраховують коефіцієнт теплопередачі

 

Вт/мС, (16)

де коефіцієнт теплообміну між первинним теплоносієм і гріючою поверхнею (стінками трубок);

коефіцієнт теплообміну між стінками трубок та вторинним теплоносієм.

Коефіцієнти теплообміну визначають за допомогою формул, наведених у [4].

Коефіцієнти теплообміну визначають за допомогою формул

моС/Вт (6.9.а)

 

моС/Вт (6.9.б)

де tср.- середня температура гріючого (первинного) теплоносія;

tср.- середня температура нагріваємого (вторинного) теплоносія;

wпер., wвт. - відповідно, швидкість первинного і швидкість вторинного теплоносіїв.

 

6 Обчислюють середньологарифмічну різницю температур первинного і вторинного теплоносіїв

 

оС . (17)

 

7 Установлюють необхідну гріючу поверхню теплообмінника

 

м2, (18)

 

де - коефіцієнт, який ураховує забруднення трубок, для латунних трубок приймають m = 0,8.

 

8 Кількість секцій теплообмінника розраховують за формулою

 

, (19)

 

де - площа поверхні нагрівання однієї секції.

Гідравлічний опір теплообмінника можна розрахувати за допомогою формул : за вторинним теплоносієм ,

за первинним теплоносієм ,

де wвт,wпер.- швидкість вторинного і первинного теплоносіїв , м/с;

n - кількість секцій теплообмінника.

Принципова схема з’єднання системи гарячого водопостачання з баком-акумулятором закритого типу і паралельною схемою приєднання теплообмінника гарячого водопостачання наведена на рисунку 6.

Двоступенева послідовна та двоступенева змішана схеми приєднання теплообмінників подані на рисунку 7.

 

Вибір насосів

Після розрахунку теплообмінників необхідно з’ясувати, чи потрібно встановити підвищувальні насоси. Для цього розраховують утрати тиску в мережі гарячого водопостачання Нм. і зіставляють із тиском у водопровідній мережі на вводі Нвв

 

Нм= Нтепл.+ Нтр..+DНг+Hв, (22)

 

де Нтепл.- утрати тиску в теплообміннику;

Нтр.- утрати тиску в подавальному трубопроводі;

г- різниця геодезичних відміток (вводу водопровідної мережі та найвище розташованого водорозбірного крана; Нв- тиск біля відбірного крана (додаток А).

Якщо втрати тиску в системі гарячого водопостачання більші, ніж тиск у водопровідній мережі, тобто Нм.вв, то необхідно встановити підвищувальний насос, тиск котрого розраховують за допомогою формули

 

Нпідв.= Нм.вв. (23)

 

Витрата підвищувального насоса дорівнює секундній витраті в мережі гарячого водопостачання. Кількість підвищувальних насосів слід передбачати не менше двох, із яких один резервний.

Циркуляційний насос підбирають при розрахунку циркуляційного ре-жиму. Для того, щоб підібрати насоси, слід побудувати характеристику мережі, використавши рівняння

 

DР=S , (24)

 

де Gр- розрахункова кількість теплоносія ,м3/год.;

S- характеристика мережі.

Із цього рівняння при відомих утратах тиску й розрахункових витратах води визначають S. Потім для побудови характеристики, задавшись витратами, розраховують необхідний тиск. На одержану характеристику мережі накладають характеристику насоса, наприклад із довідника [5], і отримують робочу точку, яка характеризує роботу даного насоса.

 

Об’єм бака-акумулятора

Об’єм бака- акумулятора визначають залежно від його типу. Для відкритого типу, тобто коли постійна температура , а змінюється кількість води в баку, об’єм визначають за допомогою формули

(6.2)

Для закритого типу, коли об’єм води постійний , а змінюється температура води, розрахунковий об’єм дорівнює

л. (6.3)

де - необхідний запас теплоти в баці-акумуляторі

(див. інтегральний графік, рис.6.5); - максимальна і мінімальна температура гарячої води в акумуляторі . Мінімальну температуру води приймають не нижче 45оС ; с- теплоємність води, кДж/кгоС, r- густина води, r= 1 кг/л.

В тепловому пункті кількість баків-акумуляторів слід передбачити не меньше двох, по 50% робочого об’єму кожний. Розміри акумуляторів наведені в додатку 4. При відсутності баків-акумуляторів теплова потужність теплообмінників дорівнюватиме максимальній витраті теплоти на гаряче водопостачання.

 

 


 

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

 

1 СНиП ІІ-34-76. Горячее водоснабжение. Нормы проектирования.-

М.: Стройиздат, 1978.

 

2 СНиП 2.04.01- 85. Внутренний водопровод и канализация зданий /Госстрой СССР.- М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986.

 

3 Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства. Часть І. Отопление / Под ред. И.Г. Староверова.- М.: Стройиздат, 1990.

 

4 Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства. Часть ІІ.Водопровод и канализация / Под ред. И.Г.Староверо-ва.- М.: Стройиздат, 1990.

 

5 Щекин Р.В. и др. Справочник по теплоснабжению и вентиляции. Кн.1. Отопление и теплоснабжение.- К.: Будівельник, 1976.

 

6 Манюк В.И. и др. Справочник по наладке и Эксплуатации водяных тепловых сетей.- М.: Стройиздат, 1982.

 

7 Копко В.М., Зайцева Н.К., Базыленко Г.И. Теплоснабжение (курсо-

вое проектирование) . - Минск : Вышейш. шк., 1985.

 

 


Додаток А









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2018 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.