2.3 Расчёт водонагревателя

Водонагреватель – теплообменный аппарат, в котором теплота от теплоносителя передаётся через разделительную металлическую стенку.

Площадь теплообмена нагревателя рассчитываем по формуле:

, м²

где - расчётное количество теплоты в кВт;

β – коэффициент неучтённых теплопотерь (1,1 - 1,2). Принимаем β = 1,1;

μ – коэффициент, учитывающий снижение теплопередачи из-за загрязнённости стенок теплообменной поверхности. Берём μ = 0,7;

k – коэффициент теплопередачи (для латунных трубок k = 2900 Вт/м²°С);

∆t – расчётная разность температур теплоносителя и нагреваемой воды.

Определяем по формуле:

где - максимальная и минимальная разность температуры теплоносителя и нагреваемой воды на входе и выходе из водонагревателя (рассчитываем на зимний и летний период).

Для зимнего периода:

Для летнего периода:

Расчётное количество тепла определяем по формуле:

где - максимальный часовой расход горячей воды, м³/ч;

- расход горячей воды санитарно-техническим прибором.

Принимаем по приложению 3 /1/; = 200 м³/ч;

α- принимаем по приложению 4 /1/; α = 4,355;

t_c – температура холодной воды на входе в водонагреватель ( );

- количество теплоты в течение среднего часа на нужды горячего водоснабжения за период максимального водопотребления.

считаем для зимнего и летнего периода. Затем считаем площадь водонагревателя для зимнего и летнего периода и принимаем водонагреватель с максимальной площадью.

Расчёт:

Для зимнего периода:

Максимальный часовой расход горячей воды:

Расчётное количество тепла:

Площадь водонагревателя:

м².

Для летнего периода:

Расчётное количество тепла:

Площадь водонагревателя:

м².

Принимаем площадь равную 4,21 м².

Далее рассчитываем число секций водонагревателя:

f_сек – площадь одной секции;

F – площадь водонагревателя.

f_сек = 0,65 м²;

Принимаем число секций n = 7. Количество трубок в секции – 7.

Расчётную скорость нагреваемой воды в водонагревателе рассчитываем по формуле:

;

где S_mp –площадь живого сечения трубок водонагревателя;

Диаметр трубок d = 16 мм;

Далее определим потери напора в водонагревателе:

;

где k – коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления водонагревателя в процессе эксплуатации;

k = 4 – при одноразовой чистке водонагревателя в течении года.

m – коэффициент гидравлического сопротивления одной секции (m=0,4)

n – количество секций

Итак, принимаем водонагреватель воды типа 03 ОСТ 34 – 558 - 68 с числом секций равным 7.

2.4 Определение требуемого напора в сети горячего водоснабжения

Требуемый напор в точке присоединения системы горячего водоснабжения к системе холодного водоснабжения определяем по формуле:

где H_geom – геометрическая высота подъёма или разность отметок оси диктующего водозаборного устройства и оси трубопровода холодного водоснабжения в точке присоединения системы горячего водоснабжения;

где - отметка пола первого этажа, м;

- высота этажа здания, м;

n – число этажей в здании;

- высота расположения диктующего водоразборного устройства над полом этажа, м;

- отметка оси городского водопровода, м.

=94 м;

=3,15 м;

n = 9;

= 1,4 м;

= 90,5 м.

Посчитаем геометрическую высоту подъёма воды:

H_l,tot – сумма потерь напора на участке распределительной сети;

H_н – потери напора в водонагревателе;

H_f – свободный напор перед водоразборным прибором в диктующей точке.

4,99м;

м;

H_н = 1,7861м;

H_f = 2м;

Требуемый напор равен:

Расчётный требуемый напор сравниваем с гарантийным , указанным в задании. При этом необходимо добиться полного использования гарантийного напора, соблюдая следующее соотношение:

(по заданию);

Если полученный требуемый напор сравнить с гарантируемым напором, подаваемым с городского водопровода и равным 25 м, то получим разность в 15,3 м. Следовательно нам необходимо ставить дополнительный повысительный насос.

Подбираем по каталогу насос марки 2К-20/18(2К-9) с подачей 22 м³/ч и напором 17,5 м. Частота вращения 2900 об/мин и мощность 2,2 кВт.