3.6.2 Пример расчета пластинчатого водоподогревателя

Выбрать и рассчитать водоподогревательную установку пластинчатого теплообменника собранного из пластин 0,5Пр для системы горячего водоснабжения с использованием тех же исходных данных, что и в примере с расчетом кожухотрубного секционного водоподогревателя.

1. При расчете пластинчатого водоподогревателя оптимальная скорость принимается исходя из получения таких же потерь давления в установке по нагреваемой воде, как при применении кожухотрубного водоподогревателя - 100 -150 кПа, что соответствует скорости воды в каналах

W_ОПТ = 0,4 м/с.

2. Выбираем тип пластины 0.5Пр, по оптимальной скорости находим требуемое количество каналов по нагреваемой воде m_H,

, (3.19)

где f_K — живое сечение одного межпластинчатого канала

(f_K= 0,00285 м²).

По оптимальной скорости нагреваемой воды (W_н= 0,4 м/с) определяем требуемое число каналов

Округляем расчетное количество каналов до целого числа (m_H принимаем равным 6).

3. Компоновку водоподогревателя принимаем симметричной, т. е.

m_ГР= m_H. Общее живое сечение каналов в пакете по ходу греющей и нагреваемой воды, м²

(3.20)

м²

4. Находим фактические скорости греющей, и нагреваемой, воды, м/с

. (3.21)

.

(3.22)

5. Расчет водоподогревателя і ступени

а) Коэффициент теплоотдачи 1 ,Вт/(м²°С), от греющей воды к стенке пластины

, (3.23)

где А — коэффициент, зависящий от типа пластин принимается по приложению 9 учебного пособия (А = 0,492);

t_cp^гр = 43,5 (из примера 3.6.1)

.

б) Коэффициент тепловосприятия , Вт/(м²  °С), от стенки пластины к нагреваемой воде

, (3.24)

где t_ср^н = 20 (из примера 3.6.1)

Вт/(м²°С).

в) Коэффициент теплопередачи К1, Вт/(м²°С)

, (3.25)

где  - 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.

Коэффициент теплопередачи, при  = 0,8, равен

Вт/(м²°С)

г) При заданной величине расчетной производительности

= 0,8210⁶ Вт и по полученным значениям коэффициента теплопередачи К и температурного напора t_СР = 23,4 (из примера 3.6.1) определяется необходимая поверхность нагрева первой ступени F

. (3.26)

Требуемая поверхность нагрева водоподогревателя І ступени равна

м²

д) Количество ходов в теплообменнике Х_I определяется по формуле

(3.27)

где f_ПЛ — поверхность нагрева одной пластины, м².

Количество ходов составит

шт.

Число ходов округляется до целой величины. Принимаем три хода.

е) Действительная поверхность нагрева всего водоподогревателя первой ступени , м, определяется по формуле

(3.28)

м²

ж) Потери давления Р, кПа, в водоподогревателях следует определять по формулам:

для нагреваемой воды

, (3.29)

для греющей воды

, (3.30)

где  - коэффициент, учитывающий накипеобразование, который для греющей сетевой воды равен единице, а для нагреваемой воды должен приниматься по опытным данным, при отсутствии таких данных можно принимать  = 1,5 - 2,0;

Б - коэффициент, зависящий от типа пластины, принимается по приложению 9 табл. 9.1 учебного пособия (Б = 3);

W_H.C - скорость при прохождении максимального секундного расхода нагреваемой воды () определяется по формуле (3.22) учебного пособия

Потери давления в первой ступени по нагреваемой воде при значениях  = 1,5 и Б = 3 составят

∆Р_н^I = 1,5 · 3 · (33 – 0,08 · 20) · 0,42^1,75 · 3 = 93 кПа

Потери давления І ступени водоподогревателя по греющей воде при  = 1 и Б = 3 составят

∆Р_гр^I = 1 · 3 · (33 – 0,08 · 43,5) · 0,41^1,75 · 3 = 55,8 кПа