 |
Расчет водоводяного подогревателя
|
|
|
|
Целью теплового расчета подогревателя является определение расчетной поверхности нагрева, выбор номера и количество подогревателей.
Подогреватели должны обеспечивать заданную теплопроизводительность при любых температурных режимах сетевой воды. Наиболее не благоприятный режим соответствует точке излома температурного графика регулирования. Поэтому расчет подогревателей горячего водоснабжение при всех схемах подключения их к тепловым сетям производится по параметрам сетевой воды при температуре tн///.
Исходные данные принимаются из предыдущих расчетов
Qгв max=… 
; 
; tн///=…, (45)
; 
; 
; tхз=50С; tгв=600С, (46)
1) Определим расчетный расход сетевой воды, кг/ч, по формуле:
, (47)
2) Определим расход водопроводной воды, кг/ч, по формуле:
, (48)
3). Задаваясь скоростью воды в межтрубном пространстве 1 м/с, найдем ориентировочно площадь сечения межтрубного пространства (при 
=1000 кг/м3), м2
, (49)
По прил.19 [1]выбрать:
- тип подогревателя;
- площадь сечения трубок, 
, м2
- площадь сечения межтрубного пространства , м2
- эквивалентный диаметр межтрубного пространства dэкв, м.
4) Определяем среднюю температуру водопроводной воды
, (50)
- плотность сетевой воды при средней температуре 
определяется по прил.6 [2]
- плотность водопроводной воды при средней температуре tср определяется по прил.6 [2]
5) Определяем скорость нагреваемой воды в трубах 
, м/с, по формуле
, (51)
6) Определяем скорость греющей воды в межтрубном пространстве 
, м/с,по формуле
, (52)
7) Определяем коэффициент теплоотдачи от сетевой воды к поверхности трубного пучка 
, Вт/м2,0С.
, (53)
8) Определяем коэффициент теплоотдачи, 
, Вт/м2,0С, от внутренних стенок трубок к водопроводной воде, по формуле
|
|
|
, (54)
где dв – внутренний диаметр трубок, мм.
9) Определяем коэффициент теплопередачи, 
, Вт/м2 0С,
, (55)
где 
- коэффициент теплопроводности трубы, Вт/м 0С;
- толщина стенки трубы, мм;
.
10) Определяем среднелогарифмическую разность температур 
,0С, теплоносителей в подогревателе по формуле
, (56)
11) Определяем необходимую поверхность нагрева, 
,м2 ,подогревателя при 
по формуле
, (57)
где 
- коэффициент учитывающий накипь и загрязнения трубок, принимают по прил.6 [1]- это латунные трубки, работающие на чистой воде.
12) Число секций подогревателя
, (58)
где 
- поверхность нагрева одной секции, принимается из технических характеристик выборного подогревателя прил.19 [1]
3.6. Расчет толщины изоляции для тепловых сетей, проложенных подземным способом.
Расчет теплоизоляции заключается в определении необходимой толщины основного изоляционного слоя. Толщину основного изоляционного слоя определяют по нормам теплопотерь.
Таблица 6.Тепловой поток с 1 м длины трубопровода для водяных тепловых сетей
| Наружный диаметр труб, мм. | Допустимый тепловой поток Вт/м с 1 м длины трубопровода. | |||||
| Подающего при температурном графике. | Обратного | |||||
| 95-70 0С ср = 650С | 150-70 0С ср = 900С | ср = 500С | ||||
| n>5000 | n<5000 | n>5000 | n<5000 | n>5000 | n<5000 | |
При заданной норме теплопотерь и известных среднегодовых температурах теплоносителя и окружающей среды общее сопротивление теплопередач, 
, м,0С/Вт, 1 м длины трубопровода определяют по формуле
, (59)
Общее сопротивление теплопередачи состоит из суммы следующих сопротивлений:
|
|
|
1- Rиз- сопротивление основного изоляционного слоя.
2- Rн –сопротивление перехода теплоты от поверхности изоляции к воздухо-каналу.
3- Rкан – сопротивление теплообмена у поверхности конструкции канала.
4- Rгр - сопротивление грунта.
5- R1-2 – сопротивление взаимного влияния труб.
R=Rиз+Rн+Rкан+Rгр+R1-2, (60)
м 0С/Вт, (61)
где 
- коэффициент теплообмена у наружной поверхности , Вт/м,0С; принимается
= 8,14
dk – диаметр конструкции изоляции, 
,м.
, (62)
Таблица 7. Предельная толщина тепловой изоляции
| Условный диаметр трубопровода, мм. | Толщина изоляции, включая покровный слой при подземной прокладке в непроходных каналах. | |
| Для водяных теплосетей и конденсатопроводов | Для паровых сетей | |
| 200-205 | ||
, (63)
где 
- эквивалентный диаметр канала.
, (64)
F- Площадь канала в живом сечении, м2.
P - Периметр канала.
, (65)
h – глубина залегания тепловой сети до оси трубопровода.
- теплопроводность грунта, Вт/м 0С, зависит от вида и влажности грунта.
Для сухих грунтов 
Вт/м 0С
Для маловлажных 
Вт/м 0С
Для средневлажных 
Вт/м 0С
Для сильновлажных 
Вт/м 0С
, (66)
- коэффициент, учитывающий взаимное влияние трубопроводов
, (67)
При вычислении сопротивлений отдельных конструктивных слоев определяют сопротивления основного изоляционного слоя, 
, м 0С/Вт.
.
, (68)
Толщину основного изоляционного слоя вычисляем из уравнения
, (69)
После вычисления толщины изоляции сравнивают расчетное значение со значением таблицы №4 и берут стандартную 
, если 
> 
.
3.7. Расчет толщины изоляции для тепловых сетей, пролеженных надземным способом
Исходными данными являются:
1. Схема тепловой сети.
2. Наружный диаметр каждого участка тепловой сети,мм.
3. Длина каждого участка, м.
4. Расход воды м3/ч.
Для тепловой сети предварительно произведем гидравлический расчет.
1.Для магистрали определяем
, (70)
Тепловые потери через арматуру учитываются, для внешних тепловых сетей k=1,25. G принимают в кг/ч.
2.Находим распределение температуры по длине расчетной магистрали.
, 0С, (71)
, 0С, (72)
3.Определение толщины изоляционного слоя производим для каждого участка, для этого имеем: tн; tкон; G, кг/ч; 
, 
,м.
|
|
|
, (73)
, (74)
, (75)
- термическое сопротивление наружной поверхности трубы берем из таблицы.
Таблица 8.Ориентировочные значения Rвн и R
| Ду | Внутри помещения | На открытом воздухе | |||||
| Для поверхностей с малым коэффициентом излучения | Для поверхностей с высоким коэффициентом излучения. | ||||||
| При температуре теплоносителя 0С | |||||||
| 0,5 | 0,35 | 0,33 | 0,22 | 0,12 | 0,09 | ||
| 0,45 | 0,30 | 0,29 | 0,20 | 0,10 | 0,07 | ||
| 0,40 | 0,25 | 0,25 | 0,17 | 0,09 | 0,06 | ||
| 0,25 | 0,19 | 0,15 | 0,11 | 0,07 | 0,05 | ||
| 0,21 | 0,17 | 0,13 | 0,10 | 0,05 | 0,04 | ||
| 0,18 | 0,15 | 0,12 | 0,09 | 0,05 | 0,04 | ||
| 0,16 | 0,13 | 0,10 | 0,08 | 0,04 | 0,03 | ||
| 0,13 | 0,10 | 0,09 | 0,07 | 0,03 | 0,03 | ||
| 0,11 | 0,09 | 0,08 | 0,07 | 0,03 | 0,02 | ||
| 0,10 | 0,08 | 0,07 | 0,06 | 0,03 | 0,02 | ||
| 0,09 | 0,07 | 0,06 | 0,05 | 0,02 | 0,02 | ||
| Плоская поверхность | 0,14 | 0,14 | 0,09 | 0,09 | 0,03 | 0,03 | |
По таблице натуральных логарифмов находим 
; 
(7) 
, (76)
Учитываем термическое сопротивление покровного слоя в виде поправок:
1.Для асбозуритовой штукатурки толщина равна 10-20-15мм
2.Для асбестоцементной штукатурки толщина равна 10,15,20 мм
ЛИТЕРАТУРА
1. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети.- М.: Энергоиздат, 1982.
2. Соколов Е. Я. Теплофикация и тепловые сети: Учебник для ВУЗОВ, М.: Издательство МЭИ,1999.
3. Козин В.В. Теплоснабжение.- М.: Высшая школа, 1980.
4. Сафонов А. П. Сборник задач по теплофикации и тепловым сетям, М., Энергия, 1968.
5. Павлов И.И., Фёдоров М. Н. Котельные установки и тепловые сети, Москва, Стройиэдат, 1986
6.Варфоломеев Ю.М. Кокорин О. Я. Отопление и тепловые сети, Москва, ИНФРА-М, 2008.
7. Справочник проектировщика. Под ред. Староверова И. Г. И Шиллера Ю. И. 4 изд. М.: Стройиздат, 1990.
8. СНиП 41-02-2003. Тепловые сети. – М.: ФГУП ЦПП, 2004.
9.РД-10-249-98. Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды.
10. СП41-101-95. Проектирование тепловых пунктов.
11. Боровков В.М., Калютик А.А, Сергеев В.В. Ремонт теплотехнического оборудования и тепловых сетей, Москва, Издательский центр «Академия»,2011.
12. Хрусталёв Б.М. Кувшинов Ю.Я., Копко В.М. Теплоснабжение и вентиляция. Курсовое и дипломное проектирование, 2008
|
|
|
13. Справочник строителя тепловых сетей; под общей редакцией Захаренко С. Е. М., Энергоатомиздат, 1984.
14. Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей: Справочник /Манюк В. И. и др. /- М.: Стройиздат, 1988
|
|
|
