9. Подбор циркуляционного насоса.

Гравитационный напор в системе с нижней разводкой определяется по формуле

где, H_geom – расстояние по вертикали от оси водоподогревателя до оси смесителя диктующего прибора, м; L – расстояние по горизонтали от водоподогревателя до основания самого удаленного стояка, м; t_к – конечная температура горячей воды в диктующей точке, 50^оС; t_н – начальная температура на выходе из водоподогревателя, 60^оС.

Для системы с естественной циркуляцией должно выполнятся условие:

где, и – потери напора соответственно в распределительной и циркуляционной сетях при пропуске циркуляционного расхода, м; Н_вп – потери напора в водонагревателе, м.

104,4 < 352 + Н_вп – т.к. поставленное условие не выполняется, то применяем принудительную циркуляцию.

Для подбора циркуляционных насосов определяем напор:

и подачу циркуляционного насоса:

Принимаем 2 насоса (1 рабочий и 1 резервный) марки ЦВЦ 25-2 с характеристиками:

Производительность - 2,5 м³/ч

Полный напор - 2 м

КПД – 17 %

10. Расчёт скоростного водоподогревателя.

Для горячего водоснабжения принимаем скоростной водоподогреватель с малой площадью межтрубного пространства, корпус стальной, трубки латунные. Площадь змеевика водоподогревателя определяется по формуле:

где, μ=0,7 – коэффициент зарастания трубок змеевика; Δt_ср – среднелогарифмическая разность температур нагреваемой и греющей воды;

Δt_ср = , °С

где, Δt_б и Δt_м - соответственно большая и меньшая разность температур на входе и выходе из водоподогревателя, определяется по формуле:

Δt_б = Т₁ – t_в = 130 – 60 = 70°С

Δt_м = Т₂ – t_х = 70 – 5 = 65°С

где, t_в и t_x – температура нагреваемой воды на входе и выходе из водоподогревателя, °С; T₁, Т₂ - температура воды (теплоносителя) на входе и выходе водоподогревателя, °С.

Δt_ср = (70 – 65)/(2,31·lg(70/65)) = 67,25°C

Q_hr^h – тепловой поток в час максимального водопотребления, кВт:

Q_hr^h =1,16 q_hr^h ·(55 – t^c)+ Qⁱ , [кВт]

q_hr^h – максимальный часовой расход горячей воды:

q_hr^h = 0,005·q^h_{о hr} ·_hr

где, q^h_{о hr} – мах расход горячей воды одним прибором, определяется по прил.3 [1] в зависимости от нормы водопотребления; q^h_{о hr} = 200 л/ч; _hr – безразмерный коэффициент, принимаем по прил. 4 табл. 2 [1] в зависимости от числа приборов и вероятности их одновременного использования NP^h_hr

P^h_hr = 3600·P^h·q^h_о / q^h_{о hr}

где, P^h – вероятность одновременного действия санитарно-техехнических приборов; q^h_о - максимальный расход горячей воды одним прибором (0,2 л/с).

P^h_hr = 3600 · 0,0185·0,2/200 = 0,067

NP^h_hr = 252 · 0,067 = 16,88 => _hr = 4,9

q_hr^h = 0,005 ·200 · 6,04 = 6,04 л/ч

Q_hr^h =1,16 · 6,04 · (55 – 5) + 9,57 = 324,86 кВт

К – коэффициент теплопередачи змеевика, принимаем в зависимости от скорости движения воды в межтрубном пространстве и скорости нагреваемой воды в трубах по методическим указаниям [2], кВт/м²·°С.

Для определения коэффициента К задаемся типом водонагревателя из учебного пособия [3]. Принимаем водоподогреватель ВП-080 СТ 34588-68 со следующими техническими показателями:

- внутренний диаметр корпуса -106 мм.

- площадь живого сечения трубок - 0,00293 м²

- площадь межтрубного пространства – 0,005 м²

- площадь поверхности нагрева 1 секции – 3,54 м²

- длина секции – 4 м

Скорость движения воды в межтрубном пространстве определяется по формуле:

V_мт = , [м/с]

G - расход греющей воды,

G = Q_hr^h · 3,6/(T₁-T₂) · 4,2, [м³/ч]

G = 324,86 · 3,6 / (130 – 70) · 4,2 = 4,64 м³/ч

V_мт = 4,64 / 3600 · 0,005 = 0,26 м/с

Скорость нагреваемой воды в трубах:

V_тр = , [м/с]

V_тр = 6,04 / 3600 · 0,00293 = 0,57 м/с

К = 1 кВт/(м² К)

F_зм = 324,86 / (0,65 · 1,1 · 67,25) = 5,097 м

Определяем число секций ВП:

n_с = F_зм /f_зм = 7,43 / 3,54 = 2,09 ≈ 2 секции

Определяем потери напора в водоподогревателе:

Н_вп = 1000 · V²_тр · n_c · n · m, [м]

где, V_тр – скорость движения воды в трубках, 0,736м/с; n – коэффициент, учитывающий увеличение потерь напора в трубах водоподогревателей за счет их зарастания, зависящий от количества чисток в течении года, при одноразовой чистке n = 4; m – коэффициент гидравлического сопротивления одной секции водоподогревателя, m =0,75.

Н_вп = 1000 · 0,57² · 2 · 4 · 0,75 = 1949,6 мм.вод.ст.

Определяем требуемый напор в системе горячего водоснабжения:

H^h_ser = H^h_geom+ΣH^h_tot + Н^f

где, H^h_geom – геометрическая высота подъема горячей воды от середины водоподогревателя до оси смесителя диктующего прибора, м;

Н_geom = 40,8 м

ΣH^h_tot = ΣH^I + Н_вп - сумма потерь напора по длине и в местных сопротивлениях с учетом накипи от оси водоподогревателя до оси смесителя диктующего прибора;

ΣH^h_tot = 10 + 1,95 = 11,47 м

Н^f – свободный напор у диктующего прибора (прил.2 [1]). Н^f = 2 м.

H^h_ser = 38,7 + 15,21 + 2 = 55,91 м

Н_р^h = 40,8+11,95+3 – 30 = 25,75 м < 50 м,

Следовательно, насосы, подобранные в системе холодного водоснабжения, соответствуют требуемому напору в системе горячего водоснабжения.