5. Расчет тепловой схемы использования теплоты пароконденсатной смеси на нужды водяного отопления и горячего водоснабжения.

Данная тепловая схема обеспечивает:

- полный возврат конденсата в котельную;

- охлаждение конденсата до температуры, рекомендуемой нормативно-техническими документами по рациональной эксплуатации конденсатоприводов;

- частичное обеспечение производственного корпуса в горячей воде и теплоносителях для системы водяного отопления;

- использование большей части теплоты пароконденсатной смеси.

Расчет тепловой схемы выполняется для отопительного периода года.

5.1. В качестве расчетной базы принимается часовой выход теплоты пароконденсатной смеси (см. п. 1.3).

5.2. В дополнение к п. 4.2 задаемся дополнительными техническими условиями.

5.2.1. Температуру прямой воды отопления t_пр принимаем равной 95…105 ^оС.

5.2.2. Температуру обратной воды отопления t_обр принимаем равной 55…65 ^оС.

5.2.3. Промежуточную температуру греющего теплоносителя t^пр_к (конденсирующейся пароконденсатной смеси) принимаем на 10…15 ^оС

_

ниже температуры насыщения t_н (см. п. 1.5).

5.3. Процесс конденсации пароконденсатной смеси и последующего переохлаждения конденсата показан на рис. 10.

Рис. 10. Процесс конденсации пароконденсатной смеси и переохлаждения конденсата последовательно в водоподогревателе системы водяного отопления (1-2-3) и горячего водоснабжения (3-4) для тепловой схемы (см. рис. 6):

h_к^пр – промежуточная энтальпия конденсата на выходе из водоподогревателя системы водяного отопления, кДж/кг; h_к^пр = С_р · t_к^пр , кДж/кг, где С_р – теплоемкость воды при постоянном давлении, кДж/кг

5.4. Определяем количество теплоты Q_1(от), отдаваемой греющим теплоносителем в водоподогревателе системы водяного отопления, и

_

соответствующую тепловую мощность Q_1(от):

5.4.1. Зона конденсации пароконденсатной смеси (рис. 10, участок 1–2):

_ _

Q₁^А_(от) = Q^ч_пкс · (h_пкс - h') / (h_пкс - h^пр_к), ГДж/ч;

_

Q₁^А_(от) = Q₁^А_(от) · 10⁶ / 3600, кВт.

5.4.2. Зона переохлаждения конденсата (рис. 10, участок 2–3)

_

Q₁^Б_(от) = Q^ч_пкс · (h' - h^пр_к) / (h_пкс - h^пр_к), ГДж/ч;

_

Q₁^Б_(от) = Q₁^Б_(от) · 10⁶ / 3600, кВт.

5.5. Находим количество теплоты, воспринимаемой нагреваемой циркуляционной водой системы отопления, Q_2(от) и соответствующую

_

тепловую мощность Q_2(от):

5.5.1. Нагрев воды при конденсации пароконденсатной смеси:

Q₂^А_(от) = Q₁^А_(от) · η, ГДж/ч;

_

Q₂^А_(от) = Q₂^А_(от) · 10⁶ / 3600, кВт.

5.5.2. Нагрев воды переохлаждаемым конденсатом:

Q₂^Б_(от) = Q₁^Б_(от) · η, ГДж/ч;

_

Q₂^Б_(от) = Q₂^Б_(от) · 10⁶ / 3600, кВт.

5.6. Строим температурный график водоподогревателя системы водяного отопления (рис. 11).

5.7. Рассчитываем средние разности температур между теплообменивающимися средами (аналогично п. 4.8).

5.8. Определяем площади поверхностей теплообмена и подбираем типоразмер и количество водоподогревателей (аналогично п. 4.9).

5.9. Находим количество теплоты Q_1(гв), отдаваемой греющим теплоносителем (переохлаждаемым конденсатом) в водоподогревателе системы горячего водоснабжения, и соответствующую тепловую мощность

_

Q_1(гв):

Q_1(гв) = Q^ч_пкс – (Q₁^А_(от) + Q₁^Б_(от)), ГДж/ч;

_

Q_1(гв) = Q_1(гв) · 10⁶ / 3600, кВт.

Рис. 11. Температурный график водоподогревателя системыводяного отопления:

Fа и Fб – площади поверхностей нагрева водоподогревателя, соответствующие зонам переохлаждения пароконденсатной смеси и переохлаждения конденсата, м²; t^пр_от– промежуточная температура циркуляционной воды, соответствующая завершению конденсации пароконденсатной смеси, ^оС; Δt' и Δt" – соответственно разности температур между теплообменивающимися средами, ^оС; Δt^пр – промежуточная разность температур между теплообменивающимися средами, соответствующая завершению конденсации пароконденсатной смеси, ^оС

5.10. Определяем количество теплоты Q_2(гв), воспринимаемой нагреваемой водой в водоподогревателе системы горячего водоснабжения, и

_

соответствующую тепловую мощность Q_2(гв):

Q_2(гв) = Q_1(гв) · η, ГДж/ч;

_

Q_2(гв) = Q_2(гв) · 10⁶ / 3600, кВт.

5.11. Находим количество нагреваемой в водоподогревателе воды:

V₂ = (Q_2(гв) · 10³) / [Cp · ρ · (t_гв - t _хв)], м³/ч.

5.12. Строим температурный график водоподогревателя системы горячего водоснабжения (рис. 12).

5.13. Определяем среднюю разность температур между теплообменивающимися средами (по аналогии п. 4.8.2)

при Δt_б / Δt_м < 1,7 Δt_ср = (Δt^' + Δt^'') / 2

при Δt_б / Δt_м ≥ 1,7 Δt_ср = (Δt_б - Δt_м) / ln (Δt_б / Δt_м)

Рис. 12. Температурный график водоподогревателя системы горячего водоснабжения

5.14. Находим площадь поверхности теплообмена водоводяного подогревателя:

_

F = Q_2(гв) / (K · Δt_ср), м².

5.15. Определяем коэффициент обеспечения производственного корпуса горячей водой, вырабатываемой в водоводяном подогревателе:

Ψ_гв = (V₂ / V_гв) · 100, %.

5.16. Результаты тепловых расчетов необходимо представить в соответствующем масштабе, а также в процентах в виде структурной диаграммы тепловых потоков (рис. 13).

Рис. 13. Структура тепловых потоков в тепловой схеме использования теплоты пароконденсатной смеси на нужды водяного отопления и горячего водоснабжения:

1 – водоподогреватель системы водяного отопления; 2 – водоподогреватель системы горячего водоснабжения; Q_пот – потери теплоты в водоподогревателях системы водяного отопления и горячего водоснабжения; η – коэффициент полезного использования теплоты в водоподогревателях