5. Температурний графік якісного регулювання опалювального навантаження
Цей графік будується на припущенні постійної витрати води в системах опалення на протязі всього опалювального сезону. Регулювання відпуску теплоти здійснюється зміною температури води в подавальній магістралі теплової мережі. Кінцевою задачею регулювання є підтримка незмінної заданої температури у приміщенні за рахунок тепловіддачі нагрівальних приладів. Тепловіддача нагрівальних приладів повинна відповідати тепловим втратам через огороджуючи конструкції споруд, тобто через стіни, вікна, перекриття верхнього поверху і підлогу першого поверху.
Рівняння температурного графіку для безпосереднього приєднання:
|
|
|
+8 |
61 |
41 |
-20 |
150 |
70 |
- температури води
в подавальній магістралі теплової
мережі при будь-якій температурі
зовнішнього повітря та при розрахунковій
температурі зовнішнього повітря, (
приймають 150 ºС) ºС
- температури води
в зворотній магістралі теплової мережі
при будь-якій температурі зовнішнього
повітря та при розрахунковій температурі
зовнішнього повітря, ºС (
приймають 70 ºС)
- поточне та
розрахункове значення (відповідно до
міста заданого варіантом) температур
зовнішнього повітря, ºС
6. Розрахунок пластинчатих тоа на потреби опалення, гвп та вентиляції
До основного обладнання теплових пунктів відносяться центр обіжні та водоструйні (елеватори) насоси, водо-водяні підігрівачі, грязевікі, баки-акумулятори, деаератори.
Розрахунок підігрівачів для опалення та гарячого водопостачання.
В сучасних теплових пунктах дуже часто використовуються пластинчаті підігрівачі. Ці теплообмінні апарати уявляють собою рамну конструкцію на яку набирається задана теплообмінна поверхня.
Основним елементом цих теплообмінних апаратів є пластини, які от штамповані зазвичай з нержавіючої сталі. Їх встановлюють та закріпляють на станіні, і вони утворюють „пакет”. Поверхня пластин має виступи, які утворюють канали між пластинами. По пластинам тонкими шарами протікають теплоносії. Шари теплоносіїв (що гріє та що нагрівається) чередуються між собою, тому теплообмін у кожного шару відбувається через обидві обмежуючі поверхні. Група пластин, що утворює систему паралельних каналів, в яких кожний теплоносій рухається в одному напрямку, складає пакет.
В загальному випадку розрахункова продуктивність водо-водяного підігрівача визначається на основі рівняння теплового балансу, без врахування втрат теплоти:
,
де Gп, Gм – витрата первинної (мережної) та вторинної (місцевої) води кг/с;
сп, св – теплоємності первинної (мережної) та вторинної (місцевої) води Кдж/(кгК);
- температури
первинної води на вході та на виході з
підігрівача, °С;
- температури
вторинної води на вході та на виході з
підігрівача, °С;
Поверхня нагріву теплообмінного апарату визначається за формулою:
,
де Δt – середньо логарифмічний температурний напір, °С;
k – коефіцієнт теплопередачі, Вт/(м2К).
Середньо логарифмічний температурний напір при прямот оці чи противотоці розраховується за формулою:
,
де Δtб та Δtм – більша та менша різниці температур мережної та місцевої води на кінцях підігрівача.
Коефіцієнт теплопередачі теплообмінного підігрівача можна визначити за формулою:
,
де β1 – поплавковий коефіцієнт, що враховує нерівномірність розподілу поля швидкостей у прохідному перерізі (приймається β1=0,92...0,95).
β1 – поплавковий коефіцієнт, що враховує забруднення поверхні теплообміну (приймається за графіком (рисунок стр 316 Водяніе тепловіе сеті)).
αп – коефіцієнт тепловіддачі від первинної води до пластини, Вт/(м2К);
αв – коефіцієнт тепловіддачі від пластини до вторинної води, Вт/(м2К);
δст – товщина пластини, мм;
λст – теплопровідність пластини, Вт/(мК).
Коефіцієнти тепловіддачі αп,αв можна розрахувати за слідуючою формулою:
де А – температурний добуток,
ω – швидкість води у каналі, м/с;
dе – еквівалентний діаметр, м.
Для більш точнішого розрахунку коефіцієнта тепловіддачі запропоновано формулу визначення критерію Нуссельта, що враховує особливості гофрировки пластин:
де d
– визначальний розмір каналу, м (
;
φ – кут нахилу гофра до направлення потоку робочого середовища (зазвичай лежить в межах від 100 до 160 °);
Re
– число Рейнольдса для середовища, що
рухається всередині каналу (
);
Pr
– число Прандтля для середовища, що
рухається всередині каналу (
);
Prст – число Прандтля для середовища, що рухається всередині каналу, при температурі рівній температурі стінки.
Поверхня нагріву однієї пластини приймається по табл.. 4.1. тоді число теплопередающих пластин підігрівача буде дорівнювати:
,
де F – розрахункова площина теплообмінного апарату, м2;
Fпл – площина однієї пластини, м2.
Далі виконую розрахунок ТОА у програмі Danfass згідно вхідних даних
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
Тип теплообменника |
|
XB 20-1 36 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
ОТОПЛЕНИЕ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
Danfoss Code |
|
004B1218 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
Категория PED |
: |
PED 97/23/EC Article 3.3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
Мощность |
[kW] |
79 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
Первичная сторона |
Вторичная сторона |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
Расход |
[l/s] |
0,22 |
0,96 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
Входная температура |
[°C] |
150 |
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
Выходная температура |
[°C] |
70 |
80 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
Деств. расход/обр. темп. |
[l/s/°C] |
0,220 / |
60,7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
LMTD |
[°C] |
30,8 |
15,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
Потери напора |
[kPa] |
1 |
16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
Скорость |
[m/s] |
0,3 |
1,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
РАСЧЁТ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
Число / Контур |
: |
17 |
18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
Объём вода |
[l] |
1,70 |
1,80 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
Запас поверхности |
[%] |
100,00 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
Поверхность теплообмена |
[m2] |
1,25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
Вес |
[kg] |
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
Теплоноситель первого контура |
|
Вода |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
Теплоноситель второго контура |
|
Вода |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
Теплоёмкость |
[kJ/kgK] |
4,220 |
4,200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
Плотность |
[kg/m3] |
954,3 |
977,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
Динамическая вязскость |
[mNs/m2] |
0,257 |
0,408 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
Теплопроводность |
[W/mK] |
0,683 |
0,667 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
ГАБАРИТНЫЙ РАЗМЕРЫ |
[mm] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
A - 338 B - 118 C - 285 D - 65 E - 79 F - 50 G - 378 H - 158 I - 47 J - 155 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Материал пластин: EN 1.4404 (AISI 316 L) |
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
T11 на входе греющего контура |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
DN 25 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Резьбовое соединение l=50 EN 1.4301 (AISI 304) G1A внешняя уплотняющая прокладка |
||||||||||||||||||
T12 на выходе греющего контура |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
DN 25 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Резьбовое соединение l=50 EN 1.4301 (AISI 304) G1A внешняя уплотняющая прокладка |
||||||||||||||||||
T21 на входе нагреваемого контура |
|
|
|
|
||||||||||||||
DN 25 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Резьбовое соединение l=50 EN 1.4301 (AISI 304) G1A внешняя уплотняющая прокладка |
||||||||||||||||||
T22 на выходе нагреваемого контура |
|
|
|
|
||||||||||||||
DN 25 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Резьбовое соединение l=50 EN 1.4301 (AISI 304) G1A внешняя уплотняющая прокладка
|
||||||||||||||||||
Тип теплообменника |
|
XB 30-1 60 |
|
|
||||||||||||||
|
|
Вентиляция |
|
|
||||||||||||||
Danfoss Code |
|
004B1430 |
|
|
||||||||||||||
Категория PED |
: |
PED 97/23/EC Article 3.3 |
|
|
||||||||||||||
Мощность |
[kW] |
123 |
|
|
||||||||||||||
|
|
Первичная сторона |
Вторичная сторона |
|
||||||||||||||
Расход |
[l/s] |
0,34 |
1,50 |
|
|
|||||||||||||
Входная температура |
[°C] |
150 |
60 |
|
|
|||||||||||||
Выходная температура |
[°C] |
70 |
80 |
|
|
|||||||||||||
Деств. расход/обр. темп. |
[l/s/°C] |
0,339 / |
60,0 |
|
|
|||||||||||||
LMTD |
[°C] |
30,8 |
9,0 |
|
|
|||||||||||||
Потери напора |
[kPa] |
1 |
19 |
|
|
|||||||||||||
Скорость |
[m/s] |
0,5 |
2,3 |
|
|
|||||||||||||
РАСЧЁТ |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
Число / Контур |
: |
29 |
30 |
|
|
|||||||||||||
Объём вода |
[l] |
2,17 |
2,25 |
|
|
|||||||||||||
Запас поверхности |
[%] |
100,00 |
|
|
||||||||||||||
Поверхность теплообмена |
[m2] |
2,67 |
|
|
||||||||||||||
Вес |
[kg] |
15 |
|
|
||||||||||||||
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА |
|
|
|
|
||||||||||||||
Теплоноситель первого контура |
|
Вода |
|
|
|
|||||||||||||
Теплоноситель второго контура |
|
Вода |
|
|
|
|||||||||||||
Теплоёмкость |
[kJ/kgK] |
4,220 |
4,200 |
|
|
|||||||||||||
Плотность |
[kg/m3] |
954,6 |
977,3 |
|
|
|||||||||||||
Динамическая вязскость |
[mNs/m2] |
0,259 |
0,408 |
|
|
|||||||||||||
Теплопроводность |
[W/mK] |
0,683 |
0,667 |
|
|
|||||||||||||
Материал пластин: EN 1.4404 (AISI 316 L) |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
T11 на входе греющего контура |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
DN 25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
Резьбовое соединение l=50 EN 1.4301 (AISI 304) G1A внешняя уплотняющая прокладка |
|
|
||||||||||||||||||||||||||
T12 на выходе греющего контура |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
DN 25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
Резьбовое соединение l=50 EN 1.4301 (AISI 304) G1A внешняя уплотняющая прокладка |
|
|
||||||||||||||||||||||||||
T21 на входе нагреваемого контура |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
DN 25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
Резьбовое соединение l=50 EN 1.4301 (AISI 304) G1A внешняя уплотняющая прокладка |
|
|
||||||||||||||||||||||||||
T22 на выходе нагреваемого контура |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
DN 25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
Тип теплообменника |
|
XB 20-1 26 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
ГВС |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
Danfoss Code |
|
004B1213 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
Категория PED |
: |
PED 97/23/EC Article 3.3 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
Мощность |
[kW] |
100 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
Первичная сторона |
Вторичная сторона |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
Расход |
[l/s] |
0,67 |
0,60 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
Входная температура |
[°C] |
70 |
10 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
Выходная температура |
[°C] |
63 |
50 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
Деств. расход/обр. темп. |
[l/s/°C] |
0,667 / |
33,7 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
LMTD |
[°C] |
33,9 |
21,8 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
Потери напора |
[kPa] |
20 |
14 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
Скорость |
[m/s] |
1,0 |
0,9 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
РАСЧЁТ |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
Число / Контур |
: |
12 |
13 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
Объём вода |
[l] |
1,20 |
1,30 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
Запас поверхности |
[%] |
100,00 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
Поверхность теплообмена |
[m2] |
0,88 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
Вес |
[kg] |
7 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
Теплоноситель первого контура |
|
Вода |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
Теплоноситель второго контура |
|
Вода |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
Теплоёмкость |
[kJ/kgK] |
4,184 |
4,177 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
Плотность |
[kg/m3] |
987,1 |
995,7 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
Динамическая вязскость |
[mNs/m2] |
0,517 |
0,784 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
Теплопроводность |
[W/mK] |
0,648 |
0,616 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
ГАБАРИТНЫЙ РАЗМЕРЫ |
[mm] |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
A - 338 B - 118 C - 285 D - 65 E - 59 F - 50 G - 378 H - 158 I - 47 J - 117,2 |
||||||||||||||||||||||||||||
Материал пластин: EN 1.4404 (AISI 316 L) |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
T11 на входе греющего контура |
|
|
|
|
|
|||||
DN 25 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Резьбовое соединение l=50 EN 1.4301 (AISI 304) G1A внешняя уплотняющая прокладка |
||||||||||
T12 на выходе греющего контура |
|
|
|
|
|
|||||
DN 25 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Резьбовое соединение l=50 EN 1.4301 (AISI 304) G1A внешняя уплотняющая прокладка |
||||||||||
T21 на входе нагреваемого контура |
|
|
|
|
||||||
DN 25 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Резьбовое соединение l=50 EN 1.4301 (AISI 304) G1A внешняя уплотняющая прокладка |
||||||||||
T22 на выходе нагреваемого контура |
|
|
|
|
||||||
DN 25 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Резьбовое соединение l=50 EN 1.4301 (AISI 304) G1A внешняя уплотняющая прокладка |
||||||||||