ДЛЯ ДВУХСТУПЕНЧАТОЙ СХЕМЫ ПРИСОЕДИНЕНИЯ ВОДОПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ С ОГРАНИЧЕНИЕМ МАКСИМАЛЬНОГО РАСХОДА ВОДЫ ИЗ ТЕПЛОВОЙ СЕТИ НА ВВОД И РЕГУЛИРОВАНИЕМ ПОДАЧИ ТЕПЛОТЫ НА ОТОПЛЕНИЕ
Выбрать и рассчитать водоподогревательную установку для системы горячего водоснабжения центрального теплового пункта на 1516 условных квартир (заселенность — 3,5 чел на квартиру), оборудованную водоподогревателями, состоящими из секций кожухотрубного типа с трубной системой из прямых гладких трубок и блоками опорных перегородок по ГОСТ 27590.
Водоподогреватели присоединены к тепловой сети по двухступенчатой смешанной схеме с ограничением максимального расхода воды из тепловой сети на ввод.
Система отопления присоединена к тепловым сетям по зависимой схеме с автоматическим регулированием подачи теплоты.
Баки-аккумуляторы нагреваемой воды как в ЦТП, так и у потребителей отсутствуют исходные данные:
1. Регулирование отпуска теплоты в системе централизованного теплоснабжения принято центральное, качественное по совмещенной нагрузке отопления и горячего водоснабжения.
|
|
2. Температура теплоносителя (греющей воды) в тепловой сети в соответствии с принятым для данной системы теплоснабжения графиком изменения температуры воды в зависимости от температуры наружного воздуха принята:
при расчетной температуре наружного воздуха для проектирования отопления t0 = -26 °С:
в подающем трубопроводе t1 = 150 °С;
в обратном трубопроводе t2 = 70 °С;
в точке излома графика температуры t¢H = 23 °С:
в подающем трубопроводе t¢1 = 80 °С;
в обратном трубопроводе t¢2 = 42 °С.
3. Температура холодной водопроводной (нагреваемой) воды в отопительный период, поступающей в водоподогреватель I ступени, tc = 2 °C (по данным эксплуатации).
4. Температура воды, поступающей в систему горячего водоснабжения на выходе из II ступени водоподогревателя th = 60 °С.
5. Максимальный тепловой поток на отопление потребителей, присоединенных к ЦТП, Qomax=5,82×106 Вт.
6. Расчетная тепловая производительность водоподогревателей = 4,57× 106 Вт.
7. Максимальный расчетный секундный расход воды на горячее водоснабжение gh = 21,6 л/с.
Порядок расчета:
1. Максимальный расход сетевой воды на отопление
кг/ч.
2. Максимальный расход греющей воды на горячее водоснабжение
кг/ч.
3. Для ограничения максимального расхода сетевой воды на ЦТП в качестве расчетного принимается больший из двух расходов, полученных по пп 1,2
кг/ч.
4. Максимальный расход нагреваемой воды через I и II ступени водоподогревателя
кг/ч.
5. Температура нагреваемой воды за водоподогревателем I ступени
6. Расчетная производительность водоподогревателя I ступени
|
|
7. Расчетная производительность водоподогревателя II ступени
8. Температура греющей воды на выходе из водоподогревателя II ступени tII2 и на входе в водоподогреватель I ступени tI1
9. Температура греющей воды на выходе из водоподогревателя I ступени
10. Среднелогарифмическая разность температур между греющей и нагреваемой водой для I ступени водоподогревателя
11. Среднелогарифмическая разность температур между греющей и нагреваемой водой для II ступени водоподогревателя
12. В соответствии с п. 1 настоящего приложения определяем необходимое сечение трубок водоподогревателя при скорости воды в трубках Wтр= 1м/с и двухпоточной схеме включения
По табл. 1 настоящего приложения и полученной величине fуслтр подбираем тип водоподогревателя со следующими характеристиками:
fтр = 0,0093 м2;
DH = 219 мм;
fмтр = 0,02139 м2;
dэкв= 0,0224 м;
fсек= 11,51 м2 (при длине секции 4 м);
мм.
13. Скорость воды в трубках при двухпоточной компоновке
м/с.
14. Скорость воды в межтрубном пространстве при двухпоточной компоновке
м/с.
15. Расчет водоподогревателя I ступени:
а) средняя температура греющей воды
°С.
б) средняя температура нагреваемой воды
°С.
в) коэффициент теплопередачи от греющей воды к стенке трубки
г) коэффициент теплоотдачи от стенки трубки к нагреваемой воде
д) коэффициент теплопередачи при b = 0,9
Коэффициент y принят равным 1,2 для гладких трубок;
е) требуемая поверхность нагрева водоподогревателя I ступени
м2
ж) число секций водоподогревателя I ступени при длине секции 4 м
секции.
Принимаем 5 секций в одном потоке; действительная поверхность нагрева будет м2.
16. Расчет водоподогревателя II ступени:
а) средняя температура греющей воды
°С.
б) средняя температура нагреваемой воды
°С.
в) коэффициент теплопередачи от греющей воды к стенке трубки
г) коэффициент теплоотдачи от стенки трубки к нагреваемой воде
д) коэффициент теплопередачи при b = 0,9
е) требуемая поверхность нагрева водоподогревателя II ступени
м2
ж) число секций водоподогревателя II ступени
секции.
Принимаем 2 секции в одном потоке, действительная поверхность нагрева будет
FII = 11,51 ·2 · 2 = 46 м2.
В результате расчета получилось по 2 секции в каждом водоподогревателе II ступени и 5 — в каждом водоподогревателе I ступени суммарной поверхностью нагрева 161 м2.
17. Потери давления в водоподогревателях (7 последовательных секций в каждом потоке):
для воды, проходящей в трубках (с учетом j = 2)
кПа;
для воды, проходящей в межтрубном пространстве
кПа.
Коэффициент В принимается по табл. 3 настоящего приложения.
При применении водоподогревателя с профилированными трубками необходимое число секций в I ступени составит 3 секции, а во II — 2 секции в одном потоке. Потери давления по нагреваемой воде с коэффициентом j = 2 составляют 300 кПа.
В 1994 г. на московском заводе «Сатэкс» освоен выпуск кожухотрубных многоходовых водоподогревателей с I и II ступенями нагрева в одном корпусе (рис. 5), технические характеристики которых приведены в табл. 4 настоящего приложения. Тепловая производительность определена для условий, близких к реальным в системе теплоснабжения:
для водоподогревателей горячего водоснабжения: температурный перепад по греющей воде 70 — 30 °С, по нагреваемой — 5—60 °С, максимальные потери давления по нагреваемой воде, направляемой по трубкам, — 27—36 кПа (ИТП - ЦТП);
для водоподогревателей отопления: температурный перепад по греющей воде — 150—76 °С, по нагреваемой, направляемой по межтрубному пространству, при применении в ИТП — 105 — 70 °С и максимальной потере давления — 30 кПа; при применении в ЦТП —120—70 °С и максимальной потере давления — 60 кПа (потери давления приняты везде для нового, чистого теплообменника).
|
|
Запас в поверхности нагрева принят 20 %.
В пересчете на расчетный режим работы по ГОСТ 27950—88Е (скорость воды в трубках 2 м/с) эти же установки ТМПО и ТМПГ, применяемые а ИТП, будут иметь характеристики, приведенные в табл. 5. При этом достигаются такие же коэффициенты теплопередачи, как и в пластинчатых водоподогревателях на максимальных скоростях теплоносителей.
С 1996 г. на том же заводе «Сатэкс» начат выпуск водоподогревателей установки полуразборной конструкции облегченного типа (рис. 6) для тепловых пунктов, размещаемых в подвале здания.
Рис. 5 Общий вид горизонтального многоходового кожухотрубного водоподогревателя
а - общий вид; б - разрез по секциям; 1 - вход холодной воды - I ступень; 2 - выход теплоносителя - I ступень; 3 - выход горячей воды - I ступень; 4 — выход горячей воды - II ступень; 5 - вход теплоносителя - I ступень, 6 - выход теплоносителя - II ступень; 7 - выход теплоносителя - II ступень; 8 - вход холодной воды - II ступень, в, г - конструктивные размеры:
1 - секции; 2 - соединительная камера межтрубного пространства; 3 - то же, трубного:
4 - трубная доска; 5 - шарнир;
Рис. 6. Водоподогреватель блочного типа по ТУ 400-28-132-90
В1 — холодная вода; В2 — горячая вода; В3 — циркуляционная линия горячего водоснабжения; Т1 — подающая теплосети; Т2 — выход греющей воды из II ступени; Т3 — вход греющей воды в I ступень; Т4 — обратная теплосети