Б. Расчет и выбор оборудования для установок ГВС.

Закрытые водяные системы (ЗВС). В ИТП жилого здания при двухступенчатой последовательной схеме присоединения установок ГВС к тепловой сети необходимо подобрать водо-водяные подогреватели нижней и верхней ступеней. В курсовом проекте в качестве подогревателей приняты секционные теплообменники (таблица 6.5).

Подбор подогревателей проводят для точки излома согласно результатам расчета (раздел 3) по следующему алгоритму:

1) вычисляют коэффициент эффективности подогревателя верхней ступени

, (6.17)

где тепловая нагрузка в подогревателе верхней ступени;

меньший из эквивалентов расхода ;

2) определяют параметр подогревателя

; (6.18)

3) вычисляют суммарную длину секций подогревателя и число секций 4, где 0,1 – удельный параметр, а n округляют от полученного до ближайшего целого;

4) вычисляют сопротивление подогревателя и одной его секции из условия, что подогреватель будет оказывать такое же сопротивление потоку воды, как и регулятор расхода (регулирующий клапан), установленный на перемычке между вводами подогревателя

, , (6.19)

где эквивалентная длина регулятора расхода, 60,7;

4…8 – коэффициент сопротивления регулятора расхода (регулирующего клапана);

сопротивление подогревателя при пропуске сетевой воды по трубкам или межтрубному пространству, м·с²/м⁶;

– объемный расход сетевой воды, проходящий через подогреватель, м³/с.

По условиям теплопередачи рекомендуется теплоноситель с большим расходом пропускать по межтрубному пространству, а теплоноситель с меньшим расходом – по трубкам подогревателя. Формула (6.19) записана применительно к первичному теплоносителю. Поэтому, если и первичный теплоноситель пропускают по трубкам, то найденную по (6.19) величину принимают как , и наоборот, если и первичный теплоноситель пропускают по межтрубному пространству, то принимают как . По величине сопротивления ( ) (6.19) подбирают секционный водо-водяной подогреватель (таблица 6.5) такой, чтобы найденное сопротивление было не больше конструктивной характеристики, т. е. .

Аналогично по алгоритму (6.17)…(6.19) проводят подбор подогревателя нижней ступени с заменой в (6.17) на .

Рисунок 6.17 Схема водо-водяных теплообменников
а – секционный; б – пластинчатый; в – тонкостенные гофрированные пластины; г – схемы движения теплоносителей.

Таблица 6.5

Секционные водо-водяные подогреватели с длиной секции 4 м

Характерис-тики одной секции	Обозначение подогревателя по ГОСТ 27590-88

Диаметр корпуса D_н/D_в, мм	57/50	76/69	89/82	114/106	168/156	219/207	273/259	325/309
Диаметр трубок d_н/d_в, мм	16/14
Число и шаг трубок, n/b, 1/мм	4/21
Поверхность нагрева F, м²	0,75
s_тр·10^-3, м·с²/м⁶
s_мт·10^-3, м·с²/м⁶

Примечания: s_тр, s_мт – сопротивление соответственно трубок и межтрубного пространства, м·с²/м⁶, подогревателя. Секционные подогреватели номеров 18, 20 и 22 выпускают по ОСТ 34-588-68 с диаметрами корпусов соответственно 377/359, 426/408 и 530/514, мм, и сопротивлениями: s_тр·10^-3 – 0,52, 0,26 и 0,11; s_мт·10^-3 – 0,26, 0,13 и 0,05, м·с²/м⁶.

Компенсация температурных деформаций. В теплообменниках с прямыми трубками, защемленными в трубных досках, возникают напряжения, вызываемые различными температурными деформациями трубок и корпуса из-за разницы в их рабочих температурах, а также разницы в коэффициентах линейного расширения металлов, из которых они изготовлены (рисунок 6.18).

Если при работе теплообменника разность рабочей температуры корпуса и температуры монтажа равна δt_к, а разность рабочей температуры трубного пучка и температуры монтажа δt_т, то в теплообменнике возникает разность температурных удлинений, вызывающая деформацию корпуса и трубок

(6.20)

где l – длина трубок; α_К и α_Т– коэффициенты линейного удлинения корпуса и трубок.

В общем случае разность температурных удлинений корпуса и трубок компенсируется за счет деформации корпуса, трубок и линзового компенсатора, т.е.

(6.21)

При деформации в теплообменнике возникает осевая сила

(6.22)

где Δ – разность температурных удлинений корпуса и трубок, м; l– длина трубки, м; f_К и f_Т – площади поперечных сечений стенок корпуса и трубного пучка, м²; Е_К, Е_Т – модули продольной упругости материала корпуса и трубок, Па; ξ_Л – жесткость линзы, Н/м.

При отсутствии линзового компенсатора ε_л = ∞ и последний член в знаменателе превращается в нуль.

Сжимающие или растягивающие напряжения, Па, возникающие в корпусе и трубках, определяются по формулам

(6.23)

Рисунок 6.18 Схема теплообменника с прямыми трубками.

Рисунок 6.19 Схема изменения температуры теплоносителей в противоточных аппаратах
WП – эквивалент расхода; WВ – эквивалент расхода вторичного (нагреваемого) теплоносителя.

На вводе в подогреватель верхней ступени устанавливают регулятор температуры. Например, в качестве регулятора температуры может быть использован погодный компенсатор ECL COMFORT 300и соответствующий регулирующий клапан (VM-2, VB-2 или VF-2). Один канал ECL COMFORT 300, как было отмечено выше, используют для регулирования расхода воды на отопление, а второй задействуем для регулирования воды на горячее водоснабжение.

Открытые водяные системы (ОВС). В ОВС отпуск теплоты на ГВС осуществляют путем отбора воды из подающего и обратного трубопроводов тепловой сети (раздел 3). В первом диапазоне регулирования весь расход воды на ГВС поступает из подающего трубопровода. Во втором диапазоне часть воды в количестве , где , поступает из подающего трубопровода, а – из обратного трубопровода. В третьем диапазоне весь расход воды на ГВС поступает из обратного трубопровода. Для обеспечения указанного режима регулирования перед смесительным узлом устанавливают регулятор температуры, который выполняется таким же образом, как и в ИТП в составе ЗВС.

Основная задача расчета ГТП и МТП водяных систем теплоснабжения заключается в определении расчетных расходов теплоносителей, в выборе типоразмеров подогревателей, насосных установок и смесительных устройств. Расход теплоносителя зависит от схем присоединения. Но при любой схеме присоединения установок горячего водоснабжения расчетный расход сетевой воды на тепловой подстанции не может быть меньше расчетного расхода воды на отопление при наружной температуре t_н.о.

При наличии у абонентов аккумуляторов, выравнивающих нагрузку горячего водоснабжения, Q^р_г = Q^ср.н_г.

При отсутствии аккумуляторов горячей воды у абонентов значение Q^р_г принимается равным:

при параллельной и смешанной схемах – максимальной нагрузке горячего водоснабжения;

при двухступенчатой и предвключенной схемах – «балансовой» нагрузке горячего водоснабжения, Q^р_г = χ_бQ^ср.н_г, где χ_б – поправочный коэффициент для компенсации небаланса теплоты на отопление, вызываемого неравномерностью графика горячего водоснабжения.

Значение χ_б зависит от характера суточного графика горячего водоснабжения и схемы присоединения абонентской теплопотребляющей установки к ТС.

Для предварительных расчетов можно принимать при двухступенчатой последовательной схеме χ_б = 1,1÷1,2.

Рисунок 6.20 Схема абонентского ввода с параллельным присоединением отопительной установки и установки

горячего водоснабжения

1 – подогреватель горячего водоснабжения;

7 – регулятор расхода или регулятор системы отопления;

остальные обозначения те же, что и на рисунке 6.1.

Рисунок 6.21 Схема абонентского ввода с двухступенчатым смешенным присоединением установки горячего водоснабжения

и отопительной установки

7 – регулятор расхода или регулятор системы отопления;

остальные обозначения те же, что и на рисунке 6.1.

Рисунок 6.22 Схема абонентского ввода с двухступенчатым последовательным присоединением установки горячего водоснабжения и отопительной установки;

обозначения те же, что и на рисунке 6.1.

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 8 Следующая ⇒