Файл: Учебное пособие к курсовому и дипломному проектированию для студентов специальности теплогазоснабжение и вентиляция.doc

3.6 Тепловой и гидравлический расчет водоподогревателей

3.6.1 Пример расчета кожухотрубного водоподогревателя

Для центрального теплового пункта микрорайона с 3822 жителями выполнить расчет водоподогревательной установки оборудованной водоподогревателями, состоящими из секций кожухотрубного типа с трубной системой из прямых гладких трубок и блоками опорных перегородок по ГОСТ 27590. Предусмотреть установку водоподогревателей в два потока.

Водоподогреватели присоединены к тепловой сети по двухступенчатой смешанной схеме с ограничением максимального расхода воды из тепловой сети на ввод (см. рис 8 прил. 15 учебного пособия).

Система отопления присоединена к тепловым сетям по зависимой схеме с автоматическим регулированием подачи теплоты.

Баки-аккумуляторы нагреваемой воды как в ЦТП, так и у потребителей отсутствуют.
Исходные данные:

1. 
   Регулирование отпуска теплоты в системе централизованного теплоснабжения принято центральное, качественное по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения (повышенный график регулирования).
   
2. 
   Температура теплоносителя (греющей воды) в тепловой сети в соответствии с принятым для данной системы теплоснабжения графиком изменения температуры воды в зависимости от температуры наружного воздуха принята:
   

при расчетной температуре наружного воздуха для проектирования отопления t₀ = -20 °С:

• 
  в подающем трубопроводе ₁ = 150 °С;
  
• 
  в обратном трубопроводе ₂ = 70 °С;
  

в точке излома графика:

• 
  в подающем трубопроводе ₁= 80 °С;
  
• 
  в обратном трубопроводе ₂=40 °С.
  

3. 
   Температура холодной водопроводной (нагреваемой) воды в отопительный период, поступающей в водоподогреватель І ступени, = 5⁰С. Температура воды, поступающей в систему горячего водоснабжения на выходе из II ступени водоподогревателя = 60 °С.
   
4. 
   Максимальный расчетный секундный расход воды на горячее водоснабжение = 7,23 л/с (для одного потока).
   

Порядок расчета:

---

1. 
   Определяется вероятность использования приборов по формуле (2.4) учебного пособия
   

.

2. 
   Максимальный часовой расход горячей воды по формуле (2.3) учебного пособия
   

м³/ч,
где (определяется по приложению 4 учебного пособия в зависимости от произведения ), .

3. 
   Расчетный максимальный тепловой поток на ГВС по формуле (2.9) учебного пособия
   

кВт.

4. 
   Максимальный тепловой поток на отопление микрорайона по формуле (2.17) учебного пособия
   

кВт.

5. 
   Соотношение тепловых потоков составит
   

.

Что соответствует выбору двухступенчатой смешанной схемы включения водоподогревателей. Расчетная схема присоединения водоподогревателей приведена на рисунке 3.1 учебного пособия.

1. 
   Максимальный часовой расход горячей воды по формуле (2.3) учебного пособия
   

м³/ч,
где (определяется по приложению 4 учебного пособия в зависимости от произведения ), .

2. 
   Расчетный максимальный тепловой поток на ГВС по формуле (2.9) учебного пособия
   

кВт.

3. 
   Максимальный тепловой поток на отопление микрорайона по формуле (2.17) учебного пособия
   

кВт.

4. 
   Соотношение тепловых потоков составит
   

---

.

Что соответствует выбору двухступенчатой смешанной схемы включения водоподогревателей. Расчетная схема присоединения водоподогревателей приведена на рисунке 3.1 учебного пособия.

Рисунок 3.1 - Расчетная двухступенчатая смешанная схема присоединения водоподогревателей одного потока
При расчетной производительности одного потока 50% от суммарной нагрузки, принимаем для одного потока следующие данные:
кг/ч ; ; кВт.

5. 
   Максимальный расход сетевой воды на отопление, кг/ч,
   

. (3.2)
кг/ч.

6. 
   Максимальный расход греющей воды на горячее водоснабжение, кг/ч,
   

. (3.3)
кг/ч.

7. 
   При ограничении максимального расхода сетевой воды на ЦТП, в качестве расчетного принимается больший из двух расходов полученных по п,п. 6,7
   

кг/ч.

8. 
   Температура нагреваемой воды за водоподогревателем І ступени,
   

. (3.4)
.

9. 
   Расчетная производительность водоподогревателя І ступени, Вт
   

. (3.5)

---

Вт.

10. 
    Расчетная производительность водоподогревателя II ступени, Вт
    

(3.6)
Вт

11. 
    Температура греющей воды на выходе из водоподогревателя II ступени ^ІІ₂ и на входе в водоподогреватель І ступени ^І₁, ⁰С
    

(3.7)
⁰С.

12. 
    Температура греющей воды на выходе из водоподогревателя І ступени, ⁰С
    

. (3.8)
⁰С.

13. 
    Среднелогарифмическая разность температур между греющей и нагреваемой водой для І ступени водоподогревателя, ⁰С
    

(3.9)
в данном примере ;

14. 
    Среднелогарифмическая разность температур между греющей и нагреваемой водой для II ступени водоподогревателя, (формула 3.9)
    

В данном примере ;
⁰С.

15. 
    Согласно рекомендациям [2] определяем необходимое сечение трубок водоподогревателя, м² , при скорости воды в трубках W_тр= 1м/с,
    

. (3.10)
м^{2 .}
По табл. 10.1 приложения 10 и полученной величине f^усл_тр подбираем тип водоподогревателя со следующими характеристиками:

f_тр=0,0057 м²;

D_H=168 мм;

f_мтр=0,0122 м²;

d_экв= 0,019 м;

f_сек=6,98 м

---

² (при длине секции 4 м);

16. 
    Скорость воды в трубках при двухпоточной компоновке, м/с
    

. (3.11)
м/с.

17. 
    Скорость воды в межтрубном пространстве при двухпоточной компоновке, м/с
    

. (3.11)
м/с.

18. 
    Расчет водоподогревателя І ступени:
    

а) средняя температура греющей воды, ⁰С
. (3.12)
⁰С.
б) средняя температура нагреваемой воды,
. (3.13)
⁰С.
в) коэффициент теплопередачи от греющей воды к стенке трубки,
. (3.14)
.
г) коэффициент теплоотдачи от стенки трубки к нагреваемой воде,
. (3.15)

.
д) коэффициент теплопередачи при  = 0,9 ,

---