Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
32
Добавлен:
04.06.2015
Размер:
969.73 Кб
Скачать

Тепловая изоляция учитывается в расчетах коэффициентом 1-. Если трубопровод стояка не изолирован, то =0, в противном случае=0,7. Потери тепла с учетом наличия тепловой изоляции определяются по формуле:

Qht = q ht *l*(1 ).

3.Гидравлический расчет разводящих трубопроводов

Суммарные расходы qh,cir, являются определяющими для проведения окончательного гидравлического расчета главной ветви СГВ.

В окончательном расчете скорости воды допускаются не более 1,5 м/с в стояках и магистралях и не более 2,5 м/с в подводках к приборам. Увеличение потерь напора от эксплуатационного зарастания труб принимается во внимание в окончательном расчете (коэффициент 1,2).

Потери напора на расчетном участке трубопровода рассчитываются по формуле:

 = R*l*(1+kм),

где R - удельные потери напора на трение, Па/м; l – длина участка трубопровода;

kм – коэффициент местных потерь давления, принимаемый равным 0,2 – для подающих трубопроводов; 0,5 – для трубопроводов в пределах ЦТП; 0,1 - для водоразборных стояков без полотенцесушителей; 0,5 - для водоразборных стояков с полотенцесушителями.

Результаты расчетов заносим в таблицу 3.

Таблица 3 - Окончательный гидравлический расчет разводящих трубопроводов СГВ

Номер участка

qh,

л/с

qcir,

кг/с

qh,cir,

кг/с

dу, мм

V, м/с

R, Па/м

l,м

kм

ΔPi, Па

Σ ΔPi,

Па

13-11

0,243

0,039

0,282

20

0,9

2500

17,1

0,5

64125

64125

11-10

0,300

0,039

0,339

20

1,0

2900

3,3

0,5

14355

78480

10-9

0,341

0,039

0,380

20

1,3

4000

3,3

0,5

19800

98280

9-8

0,380

0,039

0,419

25

0,8

1100

3,3

0,5

5445

103725

8-7

0,410

0,039

0,449

25

0,85

1500

0,5

0,2

900

104625

7-6

0,562

0,039

0,601

32

0,6

400

10,0

0,2

4800

109425

6-5

0,678

0,039

0,717

32

0,75

550

1,0

0,2

660

110085

5-4

0,950

0,182

1,132

40

0,85

700

42

0,2

35280

145365

4-3

1,450

0,396

1,846

50

0,75

350

42

0,2

17640

163005

3-2

1,850

0,613

2,463

50

0,8

400

42

0,2

20160

183165

2-1

2,210

0,836

3,046

50

1,0

600

42

0,2

30240

213405

1-ЦТП

2,550

0,957

3,507

65

0,75

200

10

0,5

3000

216405

Лист

КП 05055017 -270109.65 - 09

лист

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

9

4.Гидравлический расчет циркуляционных трубопроводов

главной ветви

В этой части расчета рассматривается режим циркуляции при отсутствии водоразбора.

Диаметры d для разводящих трубопроводов расчетных участках принять по табл.3, а диаметры циркуляционных участков необходимо принять на один или два размера меньше, чем диаметры соответствующих им разводящих трубопроводов.

Если циркуляционный стояк является групповым для нескольких разводящих стояков каждой секции здания, то при этом его расчетный расход - суммарный расход всей группы стояков, присоединенных к нему.

Диаметры этих трубопроводов следует назначить так, чтобы суммарные потери напора при циркуляционном расходе были в пределах 30000Па.

Qhtcir = q ht cir*l*(1 ).

Результаты расчетов заносим в таблицу 4.

Таблица 4 - Гидравлический расчет СГВ в циркуляционном режиме

Уч-ка

qcir,

кг/с

dу, мм

V, м/с

R, Па/м

l,м

kм

ΔPcir, Па

tср, °С

t0, °С

Δt, °С

Qhtcir,

Вт/м

ΣQhtcir,

Вт/м

ЦТП-1

0,957

65

0,35

50

10

0,5

750

1-2

0,836

50

0,38

130

42

0,2

6552

2-3

0,613

50

0,30

48

42

0,2

2419

3-4

0,396

50

0,20

25

42

0,2

1260

4-5

0,182

40

0,17

30

42

0,2

1512

5-6

0,039

32

0,08

7

1

0,2

9

6-7

0,039

32

0,08

7

10

0,2

84

7-8

0,039

25

0,1

15

0,5

0,2

9

8-9

0,039

25

0,1

15

3,3

0,5

75

9-10

0,039

20

0,15

50

3,3

0,5

248

10-11

0,039

20

0,15

50

3,3

0,5

248

11-12

0,039

20

0,15

50

3,3

0,5

248

12-13

0,039

20

0,15

50

13,8

0,5

1035

55

-10

65

90*13,8*0,3=373

373

13-14

0,039

20

0,15

50

16,5

0,5

1238

55

20

35

27*16,5*0,3=134

507

14-15

0,039

25

0,1

15

1

0,2

18

55

5

50

79*1*0,3=22

529

15-16

0,182

32

0,2

40

42

0,2

2016

54

5

49

91*42*1=3822

4351

16-17

0,396

40

0,35

80

42

0,2

4032

53

5

48

100*42*1=4200

8551

17-18

0,613

40

0,5

200

42

0,2

10080

52

5

47

98*42*1=4116

12667

18-19

0,836

50

0,45

100

42

0,2

5040

51

5

46

114*42*1=4805

17472

19-ЦТП

0,957

50

0,6

170

10

0,5

2550

50

5

45

112*10*1=1120

18592

23009

Лист

КП 05055017 -270109.65 - 09

лист

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

10

Увязку необходимо производить с целью обеспечения циркуляции горячей воды по всем циркуляционным контурам здания. Расчет невязки начинают сравнивая самый удаленный (расчетный) стояк и ближний стояк к тепловому вводу здания.

Невязка рассчитывается по формуле:

 =[(РΣ - Рст)/РΣ]·100%,

где РΣ – суммарные потери давления в циркуляционном режиме, взятые из табл.4, Па;

Рст – суммарные потери давления в циркуляционном режиме через ближайший к тепловому вводу стояк, Па.

Если   10%, расчет невязки заканчивают. При   10 рассчитывают и устанавливают на данном разводящем стояке диафрагму с диаметром, мм,

Dд=10(G cir 2H,)

где G cir – циркуляционный расход через разводящий стояк, т/ч;

  напор, дросселируемый диафрагмой, м.

 =(-10)·(Р Σ -Рст)/(104·).

После подбора диафрагмы на ближнем стояке переходят к сравнению следующего (n-1) стояка с расчетным и ведут расчет невязки вышеуказанным способом.

РΣ=Р4-5+Р5-6+Р6+7+Р7-8+Р8-9+Р9-10+Р10-11+Р11-12+Р12-13+Р13-14+

Р14-15+Р15-16=1512+9+84+9+75+248+248+248+1035+1238+18+2016=6740Па

Рст=Р4-5+Р5-6+Р6+13+Р13-14+Р14-15+

Р15-16=1512+9+1854+1238+18+2016=6647Па

Невязка:

=

=1,4<10 % => расчет невязки закончен.

КП 05055017 -270109.65 - 09

лист

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

11

5.Определение расходов воды и тепла

Вероятность использования водоразборных приборов в системе горячего водоснабжения в час наибольшего водопотребления определяется по формуле:

Рhr =Р/Кu

где Р – вероятность действия водоразборных приборов;

Кu – коэффициент использования водоразборных приборов в час наибольшего водопотребления принимают по:

Табл. 1.1

Водоразборные приборы

Кu

Смеситель:

Умывальника

0,32

Мойки

0,2

Душа

0,42

Ванны

0,28

для водоразборного прибора с наибольшим часовым расходом воды. В курсовой работе для смесителей ванн.

Рhr =0,011/0,28=0,039

Расход горячей воды в час наибольшего водопотребления:

qhhr = 18*qh0 *Кu*hr,

где qh0 – расход горячей воды одним водоразборным прибором (смесителем для ванны), равный 0,2 л/с;

Кu – коэффициент использования водоразборных приборов в час наибольшего водопотребления, принятый равным 0,28;

hr – безразмерная величина, зависящая от числа приборов  и вероятности их использования в час наибольшего водопотребления, определяем по табл.2 прил.1.

Рhr*N= 0,039*450=17,55

qhhr = 18*0,2 *0,28*6,2=6,3 л/с,

Максимальный расход теплоты на горячее водоснабжение, Вт, определяется по формуле:

Qhhr = [qhhr**с*(th– tc)/3,6] + ΣQhth+ ΣQhtcir,

где qhhr – расход горячей воды в час наибольшего водопотребления, м3/ч;

  объемный вес воды, равный 960 кг/м3;

c – теплоемкость воды, равная 4,19 кДж/кг°C;

th – средняя температура горячей воды в трубопроводах водоразборных стояков. Для закрытых систем теплоснабжения th = 55С; для открытых систем th = 65С;

tc – температура холодной воды в сети водопровода (5С).

КП 05055017 -270109.65 - 09

лист

12

зм

ΣQhth–потери теплоты разводящими трубопроводами, ранее определенные в табл.2 (40102Вт).

ΣQhtcir – потери теплоты циркуляционными трубопроводами, ранее определены в табл.4. (18592Вт).

Qhhr = [6,3*960*4,19*(55-5)/3,6] + 40102+ 18592= 410654 Вт,

Среднечасовой расход теплоты на горячее водоснабжение, Вт, определяется по формуле:

Q hТ = [qhТ**с* (th– tc)/(3,6*Т)] + ΣQhth+ ΣQhtcir,

где Т  период потребления горячей воды, равный 24 ч;

qhТ – расход горячей воды за сутки наибольшего водопотребления, м3/сут.

qhТ = U*qhu *0,001,

где U – число жителей микрорайона, определенное ранее;

qhu – норма расхода горячей воды в сутки наибольшего водопотребления, принимаемая равной 120 л/сут.

qhТ = 350*120 *0,001=42 м3/сут,

QhT = [42*960*4,19*(55-5)/3,6*24] + 40102+ 18592= 156461Вт,

Расчетный расход теплоты на отопление жилых зданий микрорайона:

Q0max = q0*А, Вт,

где А – общая площадь жилых зданий, м2;

q0 – укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление жилых зданий на 1 м2 общей площади, Вт /м2, принимается по табл.1.2.

А=Fсек*Nсек*Nэтаж*Nдомов =200,88*2*5*5=10044м2.

Q0max = 68,8*10044=691027Вт.

t0=13°C. Таблица.1.2

Этажность жилой постройки

Укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление жилых зданий на 1м.кв общей площади q0, Вт

Расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления t0,С.

-5

-10

-15

-20

-25

-30

-35

-40

-45

-50

-55

5 и более

65

67

70

73

81

87

87

95

100

102

108

Выбор схемы включения подогревателей горячего водоснабжения на ЦТП производят на основе величины:

 = Qhth/Q0мах=410654/691027=0,56

При 0,2   0,6 принимается двухступенчатая последовательная схема;

0,6<  < 1,0 принимается двухступенчатая смешанная схема;

0,2 ≥  ≥1,2 принимается одноступенчатая параллельная схема.

Т.к. 0,2 0,56  0,6 принимается двухступенчатая последовательная схема.

КП 05055017 -270109.65 - 09

лист

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

13

Выбор температурного графика регулирования производится согласно величине:

Т = QhT / Q0мах =156461/691027=0,23.

Повышенный график температур является экономически более выгодным и применяется в случаях, когда Т 0,15.

При Т 0,15 допускается применять «отопительный» график температур.

Выбираем повышенный график температур.

Для построения графиков необходимо определить температуру наружного воздуха и теплоносителя в «точке излома» графика регулирования температур.

Температура наружного воздуха tн, соответствующая «точке излома» отопительного графика качественного регулирования, определяется по уравнению:

2=1 - 0*.

2- температура воды после системы отопления в «точке излома», при расчетной температуре теплоносителя в подающем трубопроводе 150С - 41,7С;

1 - температура воды в подающем трубопроводе в «точке излома», 70С;

0- расчетный перепад температур воды в тепловой сети, определяемой по формуле:

0 = 1 - 2=150-70=80 С,

где 1 - расчетная температура сетевой воды в подающем трубопроводе, равная 150С;

2 - то же в обратном трубопроводе, равная 70С;

 - относительная потребность на отопление, рассчитываемая по формуле:

 = (ti - tн)/(ti - t0)=18-(-11)/18-(-13)=0,94

где ti – температура внутреннего воздуха, принимаемая 18С для жилых зданий и 16С для производственных;

t0 - расчетная температура воздуха для проектирования отопления, С.

Температура наружного воздуха в “точке” излома:

tн = ti – (2-1)*(ti - t0)/0= (41,7-70)*(18+13)/80= -11С.

Температуру воды, прошедшей через подогреватели ГВС нижней ступени при балансовой нагрузке горячего водоснабжения определяют по формуле:

th = 2 - tн=41,7-5,7=36 С,

где 2 - температура воды после системы отопления в «точке излома», 41,7С;

tн – величина недогрева водопроводной воды до сетевой температуры на первой (нижней) ступени подогревателя при tн определяется технико-экономическим расчетом либо принимается в пределах 5÷10С.

КП 05055017 -270109.65 - 09

лист

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

1

4

Балансовый расход теплоты находят по формуле:

Qб = х* QhT =1,2*156461=187753Вт,

где х – поправочный коэффициент для компенсации «небаланса» теплоты на отопление, вызванного неравномерностью суточного графика ГВС, принимается - 1,2;

Перепад температур сетевой воды на первой ступени подогревателя ГВС при Qб и tн:

1 = [б*(th1-tc)/(th-tc)]* 0,

где б - отношение Qб и Q0мах;

th – температура горячей воды на выходе из подогревателей ГВС. Для закрытых систем теплоснабжения принимается равной 60С;

tc – температура холодной водопроводной воды, равная 5С;

0- расчетный перепад температур воды в тепловой сети.

1 = [(187753/691027)*(36-5)/(60-5)]* 80=12,3С,

Суммарный перепад температур сетевой воды на первой и второй ступенях подогревателя:

 = б *0=187753/691027*80=21,7 С.

Перепад температур сетевой воды на второй ступени подогревателя при tн:

2 =  - 1=21,7-12,3=9,4 С,

где  - суммарный перепад температур сетевой воды на первой и второй ступени подогревателя;

Температура сетевой воды в подающем трубопроводе при tн и Qб повышенного графика:

1п = 1 +2=70+9,4=79,4С,

где 1 - температура сетевой воды в подающем трубопроводе в «точке излома» отопительного графика, принимаемая равной 70С;

2 - перепад температур сетевой воды на второй ступени подогревателя.

Температура сетевой воды в обратном трубопроводе при tн и Qб повышенного графика:

2п = 2 - 1=41,7-12,3=29,4 С,

где 2 - температура сетевой воды в обратном трубопроводе в «точке излома» отопительного графика, принимается равной 41,7С;

1 - перепад температур сетевой воды на первой ступени подогревателя.

КП 05055017 -270109.65 - 09

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

1

5

6.Тепловой и гидравлический расчет подогревателей системы горячего водоснабжения

Расчет подогревателей для ГВС производят в зависимости от их схемы включения в тепловую сеть и графика регулирования температур в тепловой сети.

6.1 Тепловой и гидравлический расчет кожухотрубного водоподогревателя

Выбрать и рассчитать водоподогревательную установку для ГВС ЦТП, оборудованного водоподогревателями, состоящими из секций кожухотрубного типа с трубной системой из прямых гладких труб с блоком опорных перегородок по ГОСТ 27590. Система отопления микрорайона присоединена к магистральной сети по зависимой схеме. В ЦТП имеются баки-аккумуляторы.

Исходные данные:

1.Температура теплоносителя (горячей воды) в тепловой сети в соответствии с рассчитанным повысительным графиком:

при расчетной температуре наружного воздуха для проектирования отопления t0= -13°С;

в подающем трубопроводе τ1=150°С;

в обратном трубопроводе τ2=70°С;

в точке излома графика температур tн'=-11°С;

в подающем трубопроводе 1п =79,4°С;

в обратном трубопроводе τ2 п=29,4°С;

2.Температура холодной водопроводной воды tс=5°С;

3.Температура горячей воды, поступающей на ГВС th=60°С;

4.Максимальный тепловой поток на отопление потребителей

Q0 max=691027 Вт;

5.Расчетная тепловая производительность водоподогревателей

Qh=Qhm=QТh=156461 Вт;

6.Потери тепла трубопроводами СГВ Qht=ΣQhht+ ΣQcirht =40102+18592=58694 Вт;

7.Плотность воды принять 1000 кг/м3;

8.Максимальный расчетный секундный расход воды на ГВС qh=2,55л/с;

9.Температура окружающей среды tв=18°С.

КП 05055017 -270109.65 - 09

лист

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

1

6

Порядок расчета:

  1. Максимальный расход воды на отопление

Gdo=3,6*Q0 max/с*(τ1- τ2)=3,6*691027/4,2*(150-70)=7404кг/ч

  1. Температура нагреваемой воды за водоподогревателем I ступени

thI= τ2 п-Δ tн=29,4-5=24,4°С

  1. Расход греющей сетевой воды на ГВС

Gdhm =3,6*Qhm/с*( 1п - 2п)*[55- thI /55- tс+0,2]=

3,6*156461/4,2*(79,4-29,4)*(55-24,4/(55-5)+0,2)=2178кг/ч

  1. Расход нагреваемой воды на ГВС

Ghm =3,6*Qhm/с*( th – tс)=3,6*156461/4,2*(60-5)=2438кг/ч

  1. Тепловой поток на II ступени водоподогревателя ГВС

Qhdsp II= Ghm*(55- thI)*с/3,6+ Qht=

2438*(55-24,4)*4,2/3,6+58694=67398Вт

  1. Тепловой поток на отопление в точке излома температур сетевой воды при температуре наружного воздуха tн'

Q0'= Q0 max*( tв -tн')/ *( tв –t0)=

691027*(18-(-11))/(18-(-13)=646445Вт

  1. Расход греющей воды через I ступень

Gdsp I=3,6* (Q0'+ Qhdsp II )/с*( 1п - 2п)=

3,6*(646445+67398)/4,2*(79,4-29,4)=12237кг/ч

  1. Расчетная тепловая производительность I ступени

водоподогревателя

Qhsp I= Ghm*( thI- tс)*с/3,6=2438*(24,4-5)*4,2/3,6=55180Вт

9) Расчетная тепловая производительность II ступени

водоподогревателя

Qhsp II= Qhsp-Qhsp I=156461-55180=101281Вт

  1. Температура греющей сетевой воды на выходе из водоподогревателя II ступени

τ2II=1п -3,6/с* Qhsp II/ Gdsp I=

79,4-3,6/4,2*101281/12237=72,3°С

11) Температура греющей сетевой воды на выходе из водоподогревателя I ступени, при условии GdspII=GdspI

τ2I=2п-3,6/с* Qhsp I/ Gdsp I=

29,4-3,6/4,2*55180/12237=25,5°С

КП 05055017 -270109.65 - 09

лист

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

1

7

12) Среднелогарифмическая разность температур между греющей и нагреваемой водой для I ступени

ΔtсрI=(Δtб- Δtм)/2,31lgΔtб/ Δtм=

2I- tс)- (2п- thI)/2,31lg(τ2I- tс)/ (2п- thI)=

(25,5-5)-(29,4-24,4)/2,31lg20,5/5=11,1°С

13) Среднелогарифмическая разность температур между греющей и нагреваемой водой для II ступени

ΔtсрII=(τ2II - thI) - (1п- th)/2,31lg(τ2II - thI)/ (1п- th)=

(72,3-24,4)-(79,4-60)/2,31lg47,9/19,4=31,8°С

14) Необходимое сечение трубок водоподогревателя при скорости воды в трубках Wтр=1 м/с и при Qhmax<2МВт, при однопоточном включении

fтрусл= Ghm /3600*Wтр* =2438/3600*1*1000=0,00068 м2

по fтрусл подбираем тип секции водоподогревателя со следующими характеристиками:

fтр=

0,00108 м2

fмтр=

0,00233 м2

fсек=

0,65 м2

dэкв=

0,0164 м

Dн=

76 мм

dвн=

0,014 м

Число трубок в секции n=7шт.

Длинна одной секции=2м.

15) Скорость воды в трубах

Wтр= Ghm/3600*fтр*=2438/3600*0,00108*1000=0,63м/с

16) Скорость воды (сетевой) в межтрубном пространстве

Wмтр= Gdsp I/3600* fмтр*=12237/3600*0,00233*1000=1,46м/с

17) Расчет I ступени водоподогревателя ГВС

а. Средняя температура греющей воды

tсргр=

35,70

°С

tсргр=( tвхгр+tвыхгр)/2=(2п2I)/2=(29,4+25,5)/2=27,45°С

б. Средняя температура нагреваемой воды

tсрн=

19,33

°С

tсрн=( tвхн+tвыхн)/2= (tс+ thI )/2=(5+24,4)/2=14,7°С

КП 05055017 -270109.65 - 09

лист

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

1

8

в. Коэффициент теплоотдачи от греющей воды к стенкам трубок

α1=1,16*[1210+18* tсргр-0,038*( tсргр)2]* Wмтр0,8/ dэкв0,2=

1,16*[1210+18* 27,45-0,038*(27,45)2]* 1,460,8/ 0,01640,2=

5986Вт/м2°С

г. Коэффициент теплоотдачи от стенок трубок к нагреваемой воде

α2=1,16*[1210+18* tсрн-0,038*( tсрн)2]* Wтр0,8/ dвн0,2=

1,16*[1210+18* 14,7-0,038*(14,7)2]* 0,630,8/ 0,0140,2=

2760Вт/м2°С

д. Коэффициент теплопередачи при: β=0,9; ψ=1,2; λст=105; δст=0,001 м.

КI= (ψ* β)/1/ α1+1/ α2+ δст/ λст=

(1,2*0,9)/1/5986+1/2760+0,001/105=2004Вт/м2°С

е. Требуемая поверхность нагрева I ступени

FтрI= Qhsp I/ КI* ΔtсрI=55180/2004*11,1=2,5 м2

ж. Число секций водоподогревателя I ступени

nI= FтрI/ fсек=2,5/0,65=3,8

Принимаем 4 секции, действительная поверхность нагрева FтрI=0,65*4=2,6м2.

18) Расчет II ступени водоподогревателя ГВС

а. Средняя температура греющей воды

tсргр=( tвхгр+tвыхгр)/2=(1п2II) /2=(79,4+72,3)/2=75,85°С

б. Средняя температура нагреваемой воды

tсрн=

19,33

°С

tсрн=( tвхн+tвыхн)/2= ( thI + th )/2=(24,4+60)/2=42,4°С

в. Коэффициент теплоотдачи от греющей воды к стенкам трубок

α1=1,16*[1210+18* tсргр-0,038*( tсргр)2]* Wмтр0,8/ dэкв0,2=

1,16*[1210+18* 75,85-0,038*(75,85)2]* 1,460,8/ 0,01640,2=

8419Вт/м2°С

г. Коэффициент теплоотдачи от стенок трубок к нагреваемой воде

α2=1,16*[1210+18* tсрн-0,038*( tсрн)2]* Wтр0,8/ dвн0,2=

1,16*[1210+18* 42,4-0,038*(42,4)2]* 0,630,8/ 0,0140,2=

3585Вт/м2°С

КП 05055017 -270109.65 - 09

лист

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

1

9

д. Коэффициент теплопередачи при: β=0,9; ψ=1,2; λст=105; δст=0,001 м.

КII= (ψ* β)/1/ α1+1/ α2+ δст/ λст=

(1,2*0,9)/1/8419+1/3585+0,001/105=2652Вт/м2°С

е. Требуемая поверхность нагрева II ступени

FтрII= Qhsp II/ КII* ΔtсрII=101281/2652*31,8=1,2 м2

ж. Число секций водоподогревателя II ступени

nII= FтрII/ fсек=1,2/0,65=1,8

Принимаем 2 секции, действительная поверхность нагрева FтрII=0,65*2=1,3м2.

В результате получилось 4 секции в подогревателе I ступени и 2 секции в подогревателе II ступени суммарной поверхностью нагрева 5,07м2.

18) Потери давления в подогревателях (6 последовательных секций длиной 2м) для воды, проходящей в трубках с учетом φ=2;

н= φ*5(qh/ fтр*)2*( nI +nII)=2*5(2,96/0,00108*1000)2*(2+2)=300,3кПа.

Условное обозначение теплообменников:

I ступень: ПВ 57х2-1,0-РГ-4-УЗ ГОСТ 27590-88;

II ступень: ПВ 57х2-1,0-РГ-2-УЗ ГОСТ 27590-88.

6.2 Тепловой и гидравлический расчет пластинчатого водоподогревателя

Выбрать и рассчитать водоподогревательную установку пластинчатого теплообменника, собранного из пластин 0,3р для СГВ того же ЦТП, что в примере с кожухотрубными секционными водоподогревателями. Следовательно, исходные данные, величины расходов и температуры теплоносителей на входе и выходе каждой ступени водоподогревателя принимаются такими же, как в кожухотрубных подогревателей.

Порядок расчета:

1.Проверяем соотношение ходов в теплообменнике I ступени, принимая предварительно потери давления по нагреваемой воде н=100кПа, по греющей воде гр=40кПа.

Х1/ Х2= (Ghm/Gdsp I)0,636*(гр/н)0,364*1000- tсрн/

1000- tсргр=(2438/12237)0,636*(40/100)0,364*(1000-14,7/1000-27,45)=0,26

Соотношение ходов не превышает2, но расход греющей воды Gdsp I много больше расхода нагреваемой воды Ghm, следовательно, принимается несимметричная компоновка теплообменника.

2.по оптимальной скорости воды Wопт=0,4м/с и живому сечению одного межпластинчатого канала fк=0,0011 м2 определяем требуемое число каналов по нагреваемой воде mн и греющей воде mгр.

mн= Ghm/ Wопт* fк**3600=3438/0,4*0,0011*1000*3600=2,2;

mгр= Gdsp I / Wопт* fк**3600=12237/0,4*0,0011*1000*3600=7,7.

КП 05055017 -270109.65 - 09

лист

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

2

0

3.Общее живое сечение каналов в пакете по ходу нагреваемой и греющей воды (mн принимаем = 3, mгр=8)

fн= mн* fк=3*0,0011=0,0033м2;

fгр= mгр* fк=8*0,0011=0,0088м2.

4.Фактические скорости греющей и нагреваемой воды

Wгр= Gdsp I/3600* fгр*=12237/3600*1000*0,0088=0,39м/с;

Wн= Ghm /3600* fн*=3438/3600*1000*0,0033=0,29м/с.

5.Расчет водоподогревателя I ступени:

а) из табл.1 прил.4 А=0,368; получаем коэффициент теплоотдачи от греющей воды к стенке пластины:

α1=1,16*А*[23000+283* tсргр-0,63*( tсргр)2]* Wгр0,73=

1,16*0,368*[23000+283* 27,45-0,63*(27,45)2]* 0,390,73=

6503Вт/м2°С;

б) коэффициент тепловосприятия от стенки пластины к нагреваемой воде

α2=1,16*А*[23000+283* tсрн-0,63*( tсрн)2]* Wн0,73=

1,16*0,368*[23000+283* 14,7-0,63*(14,7)2]* 0,290,73=

4673Вт/м2°С;

в) β=0,8, коэффициент теплопередачи

КI= β/1/ α1+1/ α2+ δст/ λст=

0,8/1/6503+1/4673+0,001/16=1859Вт/м2°С

е) требуемая поверхность нагрева водоподогревателя I ступени

FтрI= Qhsp I/ КI* ΔtсрI=55180/1859*11,1=2,7 м2;

д) по табл. 1 прил.4 поверхность нагрева одной пластины fпл=0,3 м2, количество ходов по греющей и нагреваемой воде в теплообменнике

ХгрI= FтрI+ fпл/2* mгр* fпл=2,7+0,3/2*8*0,3=0,63;

ХнI= FтрI+ fпл/2* mн* fпл=2,7+0,3/2*3*0,3=1,67.

Принимаем по греющей воде ХгрI=1, по нагреваемой воде ХнI=2;

е) действительная поверхность нагрева подогревателя I ступени

FI=(2* mгр* ХгрI -1)*fпл=(2*8*1-1)*0,3=4,5м2;

ж) φ=1 и из табл. 1 прил. 4 Б=4,5, потери давления I ступени водоподогревателя по греющей и нагреваемой воде

грI= φ*Б(33-0,08* tсргр)*Wгр1,75* ХгрI =1*4,5(33-0,08*27,45)*0,391,75*1=27кПа.

нI= φ*Б(33-0,08* tсрн)*Wн1,75* ХнI =1*4,5(33-0,08*14,7)*0,291,75*2=33кПа.

6.Расчет водоподогревателя II ступени:

а) коэффициент теплоотдачи от греющей воды к стенке пластины:

α1=1,16*А*[23000+283* tсргр-0,63*( tсргр)2]* Wгр0,73=

1,16*0,368*[23000+283* 75,85-0,63*(75,85)2]* 0,390,73=

8769Вт/м2°С;

б) коэффициент тепловосприятия от стенки пластины к нагреваемой воде

α2=1,16*А*[23000+283* tсрн-0,63*( tсрн)2]* Wн0,73=

1,16*0,368*[23000+283* 42,4-0,63*(42,4)2]* 0,290,73=

5857Вт/м2°С;

КП 05055017 -270109.65 - 09

лист

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

2

1

в) β=0,8, коэффициент теплопередачи

КII= β/1/ α1+1/ α2+ δст/ λст=

0,8/1/8769+1/5857+0,001/16=2304Вт/м2°С

е) требуемая поверхность нагрева водоподогревателя II ступени

FтрII= Qhsp II/ КII* ΔtсрII=101281/2304*31,8=1,4 м2;

д) количество ходов по греющей и нагреваемой воде в теплообменнике

ХгрII= FтрII+ fпл/2* mгр* fпл=1,4+0,3/2*8*0,3=0,35;

ХнII= FтрII+ fпл/2* mн* fпл=1,4+0,3/2*3*0,3=0,94.

Принимаем по греющей воде ХгрII=1, по нагреваемой воде ХнII=1;

е) действительная поверхность нагрева подогревателя II ступени

FII=(2* mгр* ХгрII -1)*fпл=(2*8*1-1)*0,3=4,5м2;

ж) потери давления II ступени водоподогревателя по греющей и нагреваемой воде

грII= φ*Б(33-0,08* tсргр)*Wгр1,75* ХгрII =1*4,5(33-0,08*75,85)*0,391,75*1=23кПа.

нII= φ*Б(33-0,08* tсрн)*Wн1,75* ХнII =1*4,5(33-0,08*42,4)*0,291,75*1=15кПа.

В результате расчета в качестве подогревателя ГВС принимаем два теплообменника (I и II ступени) разборной конструкции (р) с пластинами типа 0,3р, толщиной 1мм, из стали 12х18Н10Т (исполнение 01), на консольной раме (исполнение 1к), с уплотнительными прокладками из резины марки 51-1481 (условное обозначение 12). Поверхность нагрева I ступени 4,5м2, II ступени 4,5м2.

Условное обозначение теплообменников:

I ступень: Р0,3р-1-4,5-1к-01-12;

II ступень: Р0,3р-1-4,5-1к-01-12.

КП 05055017 -270109.65 - 09

лист

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

2

2

7.Подбор водомера для установки на ЦТП и определение его гидравлического сопротивления

Счетчик воды (водомер) для горячего водоснабжения устанавливается на трубопроводе холодной воды перед подогревателем первой ступени.

Подбор счетчиков осуществляется по табл. 1.3

Таблица 1.3

Тип счетчиков

Калибр счетчиков, мм

Номинальный расход, м3

Сопротивление S, кПа·с2/кг2

Крыльчатые, УКВ

20

25

32

40

50

1,6

2,2

4

6,3

10

51

26,4

13

3,2

0,365

Турбинные, ВТ

50

80

100

150

15

42

70

150

0,265

0,0207

0,00675

0,00045

Потерю давления в водомере, МПа, определяют по формуле:

вд = S*(Ghm/3600)2*10-3=13*(2438/3600)2*10-3=0,006 МПа,

где S – сопротивление водомера,кПа·с2/кг2;

Ghm – расход нагреваемой воды,кг/ч.(2438кг/ч)

При расчетах допускают потерю напора в крыльчатых водомерах до 0,025 МПа, в турбинных – до 0,01 МПа.

Выбираем крыльчатый счетчик, УКВ

Тип счетчиков

Калибр счетчиков, мм

Номинальный расход, м3

Сопротивление S, кПа·с2/кг2

Крыльчатые, УКВ

32

4

13

КП 05055017 -270109.65 - 09

лист

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

2

3

8. Определение требуемого давления холодной воды и сравнение его с располагаемым

При наличии в здании горячего водоснабжения требуемое давление,МПа, на вводе холодного водопровода должно быть значительно выше, чем в системе холодного водоснабжения, вследствие потерь давления в трубном пространстве подогревателя.

Требуемое давление в холодном водопроводе, МПа, на вводе в ЦТП:

Рхвтребгеом + Рн +Рi +Рвд +Ро.к. +Рсв,

где Ргеом – необходимое давление для подъема воды к душевой сетке верхнего этажа наиболее высокого здания от уровня водопроводного ввода в ЦТП, равное 0,01*Hгеом здания, МПа;

Рн – потери давления по нагреваемой воде в трубном пространстве I и II ступеней подогревателя, определенные в гидравлическом расчете водоподогревателя, МПа;

Рi – потери давления с учетом зарастания накипью в разводящих трубопроводах главной ветви,МПа, определенные в гидравлическом расчете (табл.3);

Рвд – падение давления в водомере;

Ро.к .– потери давления в обратном клапане, принимаются 0,005 МПа;

Рсв – свободное давление, принимаемое 0,05 МПа.

Если располагаемое (гарантированное) давление холодного водопровода у ЦТП меньше требуемого, устанавливают специальные повысительные насосы.

Рхвтреб=0,142 + 0,048 + 0,21641+0,006 +0,005 +0,05=0,48 МПа,

Рн=нI+нII=33+15=48кПа=0,048МПа

КП 05055017 -270109.65 - 09

лист

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

2

4

9. Построение суточного и интегрального графиков расхода теплоты

Для построения графиков нужно составить таблицу расхода тепла на горячее водоснабжение по часам суток. В графе Qпр указаны проценты часового расхода тепла за отдельные периоды суток, которых следует придерживаться. Остальные строки следует заполнить как промежуточные, но, однако, с тем, чтобы выполнялось условие

(ni*Qпр)/24 = 100%,

где ni – число часов в период потребления горячей воды, ч;

Qпр – проценты часового расхода в периоды, %.

Таблица 1.4

№№ п/п

Периоды часов суток с одинаковыми расходами

Число часов ni

Расходы тепла на ГВС

Суммарные расходы тепла

Qпр, %

Qi , кВт/ч

За период

ni, ч

Q, кВт/ч

1

0-1

1

60

93,8

93,8

1

93,8

2

1-6

5

10

15,6

78,0

6

171,8

3

6-7

1

50

78,1

78,1

7

249,9

4

7-9

2

115

179,7

359,4

9

609,3

5

9-13

4

120

187,5

750

13

1359,3

6

13-16

3

115

179,7

539,1

16

1898,4

7

16-18

2

100

156,3

312,6

18

2211,0

8

18-20

2

115

179,7

359,4

20

2570,4

9

20-22

2

263

411,0

822,0

22

3392,4

10

22-23

1

115

179,7

179,7

23

3572,1

11

23-24

1

100

156,3

156,3

24

3728,4

Величину коэффициента часовой неравномерности следует определять по формуле:

Кч=Qhrh/QTh=410654/156461=2,63 ,

где Qhrh и QTh – максимальный и среднечасовой расход тепла на горячее водоснабжение (см. раздел 5);

Расход тепла на горячее водоснабжение за период, кВт/ч,

Qi = Qhrh *Qпр*10-3/(Кч*100)

По данным Qi строим суточный график расхода тепла на горячее водоснабжение (в координатах Qi - кВт, n-часы суток), а по данным Q строим интегральный график расхода тепла (в координатах Q, кВт, n, часы суток).

КП 05055017 -270109.65 - 09

лист

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

2

5

КП 05055017 -270109.65 - 09

лист

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

2

6

Практическое использование интегрального графика расхода тепла на ГВС заключается в определении объема бака- аккумулятора Vа, м3:

Vа= 1,1*Q*3600/*c*(th - tc)

Q-максимальная разность между подачей и фактическим потреблением теплоты на ГВС на интегральном графике, кВт ч;  - плотность воды (1000кг/м3), с – теплоемкость воды, (4,19кДж/кг°С); th – температура воды, поступающая в СГВ (60°С); tc – температура холодной воды (5°С).

Vа= 1,1*840*3600/1000*4,19*(60 - 5)=14,5м3.

10. Подбор циркуляционного и повысительного насосов

Циркуляционные насосы в режиме циркуляции преодолевают гидравлические сопротивления II ступени подогревателя, разводящих трубопроводов (от ЦТП до наиболее удаленного от него участка главной ветви) и циркуляционной линии.

Напор по которому подбирается циркуляционный насос,

НЦН = Нcir + (Н2 + Нс)cir , м.вод.ст.,

где Нcir – потери напора в циркуляционном трубопроводе главной ветви, м.вод.ст.;

2 + Нс)cir – потери напора во второй ступени и в разводящих трубопроводах при циркуляционном режиме, м.вод.ст..

Потери напора в циркуляционных трубопроводах главной ветви определяются по формуле:

Нcir= 1,2*10-4Рcir + 102*Ро.к.=1,2*10-4*23009+102*0,005=3,26 м.вод.ст.,

где 1,2 – коэффициент, учитывающий потери давления от зарастания циркуляционных труб накипью и шламом;

Р cir – потери давления в циркуляционном трубопроводе главной ветви, Па;

Ро.к. – потери давления в обратном клапане, равные 0,005 МПа.

Потери напора во второй ступени и в разводящих трубопроводах горячего водоснабжения при циркуляционном режиме определяют по формуле:

2 + Нс) cir = qcir/(q0h +qcir)*(РнII + 1,2*Рi)*102, м.вод.ст.,

где qcir – циркуляционный расход горячей воды на первом от ЦТП участке, л/с;

q0h – секундный расход горячей воды на первом от ЦТП участке, л/с;

Рi– потери напора в разводящих трубопроводах главной ветви, МПа;

РнII – потери давления в трубном пространстве по нагреваемой воде второй ступени подогревателя горячего водоснабжения, МПа.

2 + Нс) cir = 0,957/(2,55 +0,957)*(0,015 + 1,2*0,216405)*102=7,5 м.вод.ст.,

НЦН = 3,26 + 7,5=10,8 м.вод.ст.

КП 05055017 -270109.65 - 09

лист

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

2

7

Qcir= qcir =0,957л/с

Повысительный насос необходим, когда гарантированный (реальный) напор на вводе в ЦТП не позволяет подавать воду на самую высокую водоразборную точку.

Напор повысительного насоса определяют по формуле:

Нпн = Рхвтреб – Нгар, м.вод.ст.,

где Рхвтреб – требуемое давление в холодном водопроводе на вводе в ЦТП, м.вод.ст.(48м.вод.ст.);

Нгар – гарантированный (располагаемый) напор, м.вод.ст., на вводе в ЦТП, который либо задается, либо ориентировочно определяется по формуле:

Нгар = 10 + 4*(n – 1)=10+4*(5-1)=26 м.вод.ст.,

где n – число этажей наиболее высокого здания микрорайона.

Нпн = 48 – 26=12 м.вод.ст.,

Производительность повысительного насоса равна расчетному секундному расходу горячей воды на ближайшем к ЦТП участке.

Qпн= q0h =2,55л/с

Циркуляционный и подпиточные насосы подбираются по номограмме.

КП 05055017 -270109.65 - 09

лист

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

2

8

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

А.В. Целищев, Ю.Л. Липовка Горячее водоснабжение. Методические указания к курсовой работе для студентов специальности 29700 –«Теплогазоснабжение и вентиляция» /КрасГАСА. -Красноярск, 2004. -46с.

СП 41-101-95. Проектрование тепловых пунктов/Минстрой России.-М.:ГУП ЦПП,1997.-79с.

ГОСТ 21.605-82. СПДС. Сети тепловые (тепломеханическая часть). Рабочие чертежи. - М.:

Изд-во стандартов, 1983.

ГОСТ 27590-88 «Подогреватели водо-водяные систем теплоснабжения. Общие технические условия.»

СНиП 2.04.07-86* «Тепловые сети»

СНиП 23-01-99 «Строительная климатология»

КП 05055017 -270109.65 - 09

лист

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

2

9

Рисунок 1* - Схема компоновки пластинчатых подогревателей ГВС

КП 05055017 -270109.65 - 09

лист

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

3

0

КП 05055017 -270109.65 - 09

лист

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

3

1

КП 05055017 -270109.65 - 09

лист

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

КП 05055017 -270109.65 - 09

лист

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

КП 05055017 -270109.65 - 09

лист

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

3

4

КП 05055017 -270109.65 - 09

лист

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

3

5

КП 05055017 -270109.65 - 09

лист

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

3

6

КП 05055017 -270109.65 - 09

лист

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

3

7

лист

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

3

8

КП 05055017 -270109.65 - 09

лист

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

3

9

КП 05055017 -270109.65 - 09

лист

Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата

4

0

КП 05055017 -270109.65 - 09

лист

Соседние файлы в папке горячее водоснабжение