2.1.4 Конструктивный расчет нагревательного блока

В расчет конструктивных параметров блока ТЭНов входит определение расстояний между нагревателями в ряду x₁ и расстояний между рядами x₂ , а также внешних размеров блока. При расчете конструктивных элементов следует учитывать принятую ранее скорость воздушного потока, количество нагревателей в ряду, количество рядов, расположение нагревателей и производительность вентилятора L_в .

Для расчета x₁ , определяют « живое » сечение блока нагревателей, т. е. не занятую ТЭНами площадь воздушного канала F_К

,

где L_в – производительность калорифера, м³/с;

 - принятая в тепловом расчете скорость воздуха, м/с.

м².

Минимальные размеры нагревательного блока определяются значениями размеров х₁ и х₂ .

Расстояние между нагревателями в ряду х₁

,

где k - количество ТЭНов в ряду.

Расстояние между рядами нагревателей x₂

при , x₂ = x₁ ,

при , x₂ = 1,2 x₁ ,

где D - диаметр выбранногоТЭНа c оребрением, м.

м.

Так как соблюдается условие , следовательно, получаем

Высота H и ширина B_Н блока нагревателей

,

,

где l - полная длина ТЭНа, м.

м.

м.

Глубина блока нагревателей С

,

м.

2.2 Расчет горячего водоснабжения

2.2.1 Расчет теплоаккумуляционной установки

Расчет теплоаккумуляционной установки начинают с построения графика теплопотребления.

Мощность теплопотребления в i-ый отрезок времени (кВт)

,

где G_гi – расход горячей воды в i-ый отрезок времени, кг/ч;

с – удельная теплоемкость воды, с = 4,19 кДж/(кг ⁰С);

t_г, t_х – температуры горячей и холодной воды, ⁰С.

Максимальную температуру воды принимают равной 90…95 ⁰С, что позволяет устанавливать аккумуляторы меньшего объема. Требуемую температуры воды t_СМ получают смешиванием горячей воды из аккумулятора с холодной водопроводной. Расход горячей G_г и смешанной G_СМ воды связан соотношением

,

Суточная потребность в горячей воде G_СМ определяют по выражению

,

где g_i – суточная норма расхода горячей воды i-го потребителя, кг/сут;

n_i – количество потребителей i-го вида;

_i – продолжительность потребления горячей воды i-м потребителем, ч/сут.

Расчет потребления горячей воды

кг/ч.

кг/сут.

кВт.

Расчет потребления воды при других операциях аналогичен. По результатам расчетов составляем таблицу суточного теплопотребления и строим график теплопотребления.

Мощность нагревателя для зарядки аккумулятора (кВт) определяют по графику теплопотребления

,

где k_з – коэффициент запаса, kз = 1,1…1,25;

P_i – мощность в i-й момент времени, кВт;

_i – продолжительность i-го отрезка времени, ч;

_H – к.п.д. нагревателя, _H = 0,96;

_a – к.п.д. аккумулятора, _a = 0,94;

_з – время зарядки, ч.

Объем аккумулятора

,

где  - плотность воды, кг/м ³.

Производительность нагревателя, м³/ч

,

м ³/ч.

В качестве тепловой изоляции выбираем минеральную вату с теплопроводностью , стоимостью 1375 руб/м³.

Оптимальная толщина тепловой изоляции

, (1.50)

где -стоимость 1 электроэнергии, =5,03 руб/( );

-теплопроводность минеральной ваты, =0,043 Вт/м ⁰С;

-число часов работы водонагревателя в течение года, =2190 ч;

-годовые отчисления на амортизацию, =12%;

-нормативный коэффициент экономической эффективности, =15%;

-стоимость 1 м³ теплоизоляции, =1375 руб/м³;

_1,, ₂ - коэффициенты теплоотдачи от нагреваемой среды внутренней стенке и от наружной стенки к окружающей среде, Вт/(м^{2 0}С);

_с- толщина, м;

_с - коэффициент теплопроводности металлической стенки, Вт/(м ⁰С).

м.

Таблица 2.1 – Суточное теплопотребление телятника на 500 голов

Технологический процесс	РУСТ, кВт	Часы в сутки
		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24
Поение телят	5,8	------ ------ ------
Обсл. персонал	0,4	----------- -----------------------------

Рисунок 2.2 – График теплопотребления