10801

61

элеваторный узел допускается по заданию на проектирование и только при обосновании.

От смесительной установки или теплообменника теплоноситель идет в распределительный коллектор системы отопления здания, а от него расходится по трубопроводам различных веток системы отопления здания.

Коллектор представляет собой трубу большего диаметра, от которой расходятся трубопроводы меньших диаметров – ветки системы отопления здания. Коллекторы выполняются только из металла. В тепловом пункте здания размещают два коллектора отопления – подающий и обратный. Подающий коллектор всегда располагают над обратным. См. рис. 3.4 и 3.5.

Рис. 3.4 Коллекторы системы отопления (СО).

Подобный коллектор может быть устроен для систем теплоснабжения воздухонагревателей приточных систем вентиляции, если таких систем в здании несколько. Разница в том, что для воздухонагревателей нет необходимости снижать температуру сетевой воды, то есть ответвление на коллектор систем теплоснабжения воздухонагревателей устраивается до смесительного узла по ходу движения теплоносителя (также и ответвление на теплообменники ГВС). На рис. 3.5 показан коллектор с размещением подающей и обратной линий внутри общего корпуса. Это элемент энергосбережения с распределением на три группы коллекторов (одна справа внизу не видна), можно использовать в об-

62

щественных зданиях с разными арендаторами помещений Схему подключения теплообменников СО и ГВС к тепловой сети рис. 3.5.

Рис. 3.5. Коллектор с разделением подающей и обратной линий внутри общего корпуса (элемент энергосбережения) с распределением на три группы коллекторов (одна справа внизу не видна), можно использовать в общественных зданиях с разными арендаторами помещений

На всех трубопроводах водяных систем в верхних точках устанавливаются воздухоотводчики (с воздухосборниками или без) – штуцеры с запорной арматурой с условным проходом не менее 15 мм для спуска воздуха из системы, а в нижних точках – штуцеры с кранами с условным проходом не менее 25 мм для спуска воды при ремонте или по окончании отопительного периода. Трубопроводы прокладываются с уклоном не менее i=0,002 (2 промилле) к тепловому вводу.

Для стока воды полы ИТП следует проектировать с уклоном i=0,01 в сторону трапа или водосборного приямка. Минимальные размеры водосборного приямка должны быть, как правило, в плане не менее 0,5 х 0,5 м при глубине не менее 0,8 м. Приямок должен быть перекрыт съемной решеткой. Для откачки воды из водосборного приямка в систему канализации, водостока или попутного дренажа следует предусматривать один дренажный насос.

В тепловых пунктах следует предусматривать мероприятия по предотвращению превышения допускаемого уровня шума в соответствии с СН 2.2.4/2.1.8.562. «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки».

Для тепловых пунктов обязательно исполнение требований по архитек-

64

а) б) в)

а) схема устройства, направление движения греющей и нагреваемой воды; б) внешний вид; в) самый маленький типоразмер.

Рис. 3.6. Пластинчатые теплообменники

Рис. 3.7. Пластинчатые теплообменники, установленные в котельной (слева) и тепловом пункте (справа)

Побудителем движения воды в СО служат циркуляционные насосы, расположенные в тепловом пункте или на насосной станции.

Насосы всегда устанавливаются в количестве не менее двух – один рабочий и один резервный. Монтаж одного насоса допускается при условии хранения резервного насоса в непосредственной близости от места расположения насосной установки. После насоса по ходу движения воды устанавливают обратный клапан для предотвращения тока воды через лопатки насоса в обратную сторону. До насоса и после обратного клапана устанавливают запорную арматуру для возможности обеспечения отключения насоса при его замене (см. рис.

65

3.5 и 3.8). До и после насоса для контроля напора воды устанавливаются манометры.

Теплообменники, циркуляционные насосы, фильтры, КИП и автоматика устанавливаются в центральном тепловом пункте или в тепловом пункте здания

– ИТП.

Рис. 3.8 Обвязка насосов (движение воды снизу вверх)

В тепловых пунктах для измерения потребления теплоты надлежит устанавливать приборы учёта и контроля тепловой энергии.

Методика теплового и гидравлического расчета пластинчатых теплообменников

1. Методика расчета пластинчатых теплообменников основана на использовании в них всего располагаемого напора теплоносителей с целью получения оптимальной скорости каждого теплоносителя и соответственно максимального значения коэффициента теплопередачи.

Оптимальное соотношение числа ходов для греющей Х1 и нагреваемой Х2 воды находится по формуле

66

Если соотношение ходов получается > 2, то для повышения скорости движения воды целесообразна несимметричная компоновка, то есть число ходов теплообменивающихся сред будет неодинаковым.

2. Для выбора необходимого типоразмера пластинчатого теплообменника предварительно задаемся оптимальной скоростью движения воды в каналах

Wопт = 0,4 мс , которая позволит получить потери давления в установке не более

150 кПа и обеспечит высокий коэффициент теплопередачи.

Выбрав тип пластины рассчитываемого теплообменника системы отопления, по оптимальной скорости находим требуемое количество каналов по нагреваемой воде mн:

где fк - живое сечение одного межпластинчатого канала. Полученное значение округляем в большую сторону до целого числа.

3. Компоновка теплообменника симметричная, т.е. mгр = mн. Число пластин в пакете находят по соотношению:

67

6. Для проведения дальнейших расчетов требуется определить критерий Прандтля, критерий Нуссельта и число Рейнольдса для нагреваемой воды

Критерий Прандтля для воды в пристеночном слое при средней температуре стенки определяется по зависимости:

А для нагреваемой воды критерий Прандтля рассчитывается по формуле:

где ρ н ,ν н , сн , λн - плотность, кинематическая вязкость, удельная

теплоемкость, коэффициент теплопроводности воды при t н ср .

межпластинчатого канала рассчитываемый по следующей зависимости:

69

где β - коэффициент, учитывающий уменьшение коэффициента теплопередачи из-за термического сопротивления накипи и загрязнений на пластине, в зависимости от качества воды принимается равным 0,7 - 0,85.

11. При заданной величине расчетной производительности QSP и по полученным значениям коэффициента теплопередачи k и температурному напоруtср определяется необходимая поверхность нагрева Fтр по формуле

где QhSP - расчетная тепловая производительность теплообменников системы отопления, Вт;

tср - среднелогарифмическая разность температур между греющей и нагреваемой водой, ° С;

k - коэффициент теплопередачи, Вт/(м2·°С).

При сборке водоподогревателя из двух раздельных теплообменников и более теплопроизводительность уменьшается соответственно в 2 раза и более.

где fпл - поверхность нагрева одной пластины, м2.

13. Действительная поверхность нагрева всего теплообменника определяется по формуле

Гидромеханический расчет

1. Вычисляем коэффициент общего гидравлического сопротивления единицы относительной длины канала для обеих сред:

2. Гидравлические сопротивления пакетов пластин при этом:

LП - приведенная длина канала вдоль одной пластины, определяемая по

формуле LП = f пл .

b

3. Проверяем скорости движения греющей и нагреваемой воды в штуцерах:

рассчитаем местное гидравлическое сопротивление водяного штуцера, приняв

ζ шт = 1,5 :

5. Сопоставим заданные располагаемые напоры с расчетными гидрав-