5.6 Расчет водоподогревателей систем отопления и горячего водоснабжения

В качестве подогревателей воды при автономном теплоснабжении предприятия от собственной котельной применяются многоходовые кожухотрубные теплообменники, а при централизованном теплоснабжении от ТЭЦ – секционные противоточные водоводяные теплообменники типа «труба в трубе».

При расчете определяется суммарная поверхность нагрева теплообменника А, м².

Исходными данными для расчета водоподогревателей является максимальный часовой расход горячей воды в сезон массовой переработки сырья (рисунок 5) и максимальный расход теплоты на отопительные нужды в период самой холодной пятидневки года , температуры холодной t_х.в. и горячей t_г.в. воды в системе горячего водоснабжения, прямой t_пр и обратной воды t_обр воды в системе отопления, давление P_кот и энатльпия h_кот вырабатываемого пара, температура конденсата t_к при автономном теплоснабжении от собственной котельной, температура прямой воды от ТЭЦ при централизованном теплоснабжении. Коэффициенты теплопередачи К водоподогревателей можно рассчитывать используя известные методы теории теплопередачи или же принимать ориентировочно по справочникам для соответствующих видов теплообменников (для пароводяных 1,6…2,0 кВт/(м²К), а водоводяных 1,05…1,25 кВт/(м²К)).

Суммарная поверхность нагрева пароводяных подогревателей для системы отопления , м², находим по уравнению:

, (82)

где t_ср – средний температурный напор между греющим паром и нагреваемой водой, С.

Средний температурный напор определяется на основании температурного графика теплообменников (рисунок 8) по формулам:

Суммарная поверхность нагрева пароводяных подогревателей системы горячего водоснабжения , м², находим по уравнению

(83)

Средняя разность температур определяем по температурному графику (рисунок 8, б).

Если в качестве горячего теплоносителя используется вода от ТЭЦ, то сначала последовательно тепло подается в водоводяной теплообменник системы отопления, а затем системы горячего водоснабжения. Суммарная поверхность нагрева , м², водоводяного подогревателя системы отопления:

, (84)

где - максимальный расход перегретой воды от ТЭЦ, м³/ч;

- температура перегретой воды, выходящий из водоводяного подогревателя системы отопления и поступающего в водоподогреватели системы горячего водоснабжения, С.

_в – коэффициент полезного действия водоподогревателя (принимаем 0,92…0,96).

t_ср определяем на основании температурного графика (рисунок 8, в).

Рисунок 8 Температурные графики теплообменных аппаратов: а – пароводяные подогреватели системы отопления; б – пароводяные подогреватели системы горячего водоснабжения; в - подогреватели системы отопления; г, д – водоводяные подогреватели системы горячего водоснабжения в зимний и летний периоды года; е – экономайзер; ж – калорифер; з – утилизационный водо-водяной теплообменник для переохлаждения конденсата

Температура рассчитываем из соотношения

, (85)

где и - суммарные тепловые мощности водоподогревателей системы отопления и горячего водоснабжения, кВт.

Из уравнения (85) определяется также максимальный часовой расход перегретой воды от ТЭЦ

Суммарная поверхность нагрева водоводяного подогревателя системы горячего водоснабжения А_с, м²:

, (86)

где t_ср – средняя разность температур, определяем на основании температурного графика (рисунок, 8 г).

Для оценки резерва мощности водоводяного подогревателя системы горячего водоснабжения в летний период, а также для сравнения максимальных расходов перегретой воды от ТЭЦ в зимнее и летнее , определим максимальный часовой расход подогретой воды от ТЭЦ при отсутствии расхода на отопление и максимальной нагрузки на систему горячего водоснабжения.

. (87)

Средний температурный напор для данного режима работы водоподогревателей определяем на основании температурного графика (рисунок, 8 д).

После расчета площади поверхности нагрева производим подбор водоподогревателей.

Технические характеристики пароводяных и водо-водяных подогревателей приведены в приложении Г.

Число водоподогревателей должна быть не менее 2. Резерв производительности водоподогревателей должен составлять 20…30%. Установленная суммарная площадь поверхности нагрева должна обеспечивать пиковые нагрузки. Целесообразно устанавливать водоподогреватели одного или ближайших типоразмеров. В тепловой схеме необходимо предусмотреть возможность остановки любого из водоподогревателей, временного использования водоподогревателей системы отопления для систем горячего водоснабжения и наоборот.