Теплоснабжение жилого района г. Чокурдах

Коммунально-строительный техникум

Якутского государственного инженерно технического института.

Курсовой проект

по отоплению жилого района г. Чокурдах.

Выполнили: студенты 3-го курса гр. ТиТО-2000

Сорокин Андрей.

Проверил: преподаватель по курсу

“Теплоснабжение” Колодезникова А.Н.

г. Якутск 2002 г.

Содержание.

1. Исходные данные.

1.1 Климатологические данные.

1. Населённый пункт: г. Чокурдах.

1. Расчётная температура самой холодной пятидневки: -48 °С.


2. Расчётная температура зимняя вентиляционная: -49 °С.


3. Средняя годовая температура: -14,2 °С.


4. Отопительный период:


• начало: 08.08,


• конец: 23.06,


• продолжительность: 318 суток,


• средняя температура наружного воздуха: -17,4 °С,


• градусо-дней: 11909.

1.2 Повторяемость температур наружного воздуха.

1.3. Средняя месячная и годовая температура наружного воздуха.

1.4. Удельные потери тепла зданиями.

1.5 Нормы расхода горячей воды.

Жилой дом: 120 л/сут.

Школы, лицеи: 8 л/сут.

Детский сад: 30 л/сут.

Столовая: 6 л/сут.

2. Определение тепловых нагрузок района.

2.1. Расход тепла на отопление жилых и общественных зданий <Вт>:

Q_{o max}
=q_o
A(1+K₁
)

q<sub>o

–</sub>
укрупнённый показатель максимального теплового потока на отопление жилых и общественных зданий на 1м²
площади (прил. 2 СНиП “Тепловые сети”) <Вт> .

A
– общая площадь здания <м²
>.

К₁
–
коэффициент учитывающий тепловой поток на отопление общественных зданий (К₁
=0,25 – если данных нет).

2.2. Расход тепла на вентиляцию общественных зданий
<Вт>:

Q_{v max}
=K₁
K₂
q_o
A

К₂

– коэффициент учитывающий тепловой поток на вентиляцию общественных зданий (К₂
=0,6).

2.3. Средний тепловой поток на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий <Bт>:

m
– число потребителей.

а –
нормы расхода воды на горячее водоснабжение на 1-го человека в сутки.

b –
нормы расхода воды на горячие водоснабжение в общественных зданиях при температуре наружного воздуха –55 °С (принимается равным 25л в сутки на одного человека).

t_x

– температура холодной воды в отопительный период.

с
– теплоёмкость воды.

2.4. Максимальный тепловой поток на горячее водоснабжение жилых и общественных зданий <Bт>:

Q_{h max}
=2,4Q_{h m}

2.5. Средний тепловой поток на отопление <Bт>:

t_i
­
–
средняя температура внутреннего воздуха отапливаемых помещений (при отсутствии данных в жилых принимается 18 °С, в производственных 16 °С).

t_om

– средняя температура наружного воздуха за период со среднесуточной температурой 8 °С и ниже.

T_o
–
расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления.

2.6. Среднийтепловойпотокнавентиляцию
<
Bт>:

2.7. Средний тепловой поток на отопление <Bт>:

– температура холодной водопроводной воды в неотопительный период (+15°С).

t_c

–температура холодной водопроводной воды в отопительный период (+5 °С).

–коэффициент, учитывающий изменение среднего расхода воды на ГВС в неотопительный период по отношению к отопительному периоду:

0,8
– для жилищно–коммунального сектора,

1
– для предприятий.

2.8. Годовой расход тепла на отопление жилых и общественных зданий < кДж >:

Q_oy
=86,4
Q<sub>o

m</sub>

n_o

2.9. Годовой расход тепла на вентиляцию общественных зданий < кДж >:

2.10. Годовой расход тепла на ГВ жилых и общественных зданий < кДж >:

n_o

– продолжительность отопительного периода соответствующее периоду со среднесуточной температурой наружного воздуха +8 °С и ниже.

Z
– усреднённое за отопительный период число работы системы вентиляции общественных зданий в течении суток (16 часов).

n<sub>h

y</sub>

– расчётное число суток в году работы системы ГВ (350 суток).

Все расчёты сведены в таблицу №1.

3. График расхода тепла по продолжительности стояния температур наружного воздуха.

Для определения годового расхода тепла, планирования в течение года загрузки оборудования котельной и составления графика ремонта используют график расхода тепла по продолжительности стояния температур наружного воздуха.

; (3.1)

; (3.2)

t_н

– температура наружного воздуха (от +8 и ниже).

Все расчёты для построения графика сведены в таблицу №2.

4. График центрального качественного регулирования отпуска теплоты.

Регулирование отпуска тепла в закрытых системах теплоснабжения.

В водяных тепловых станциях принимают центральное качественное регулирование отпуска теплоты по нагрузке отопления или по совмещённой нагрузке отопления и горячего водоснабжения.

Центральное качественное регулирование заключается в регулировании отпуска теплоты путём изменения температуры теплоносителя на входе в прибор, при сохранении постоянным количество теплоносителя подаваемого в регулирующую установку.

4.1.
Если тепловая нагрузка на жилищно-коммунальные нужды составляет менее 65% от суммарной тепловой нагрузки, а также при отношении:

–– регулирование отпуска теплоты принимают по нагрузке на отопление.

При этом в тепловой сети поддерживается отопительно-бытовой температурный график
.

Построение графика центрального качественного регулирования по отопительной нагрузке основано на определении зависимости температуры сетевой воды, подающей и обратной магистрали, от температуры наружного воздуха.

Для зависимых схем присоединения отопительных установок к отопительным сетям температуру в подающей () и обратной () магистралях в течение отопительного периода, т.е. в диапазоне температур наружного воздуха от +8 до t_o
по следующим формулам:

; (4.1.1.)

; (4.1.2.)

t_i
–
средняя температура воздуха отапливаемых зданий.

∆
t
– температурный напор нагреваемого прибора:

; (4.1.3.)

– температура воды в подающем трубопроводе системы отопления после элеватора при t_o
.

t_o
–
расчётная температура наружного воздуха для проектирования отопления.

– температура воды в обратном трубопроводе после системы отопления при t_o
.

– расчётный перепад температур воды в тепловой сети:

; (4.1.4.)

– температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети при расчётной температуре наружного воздуха (t_o
).

– расчётный перепад температуры воды в местной системе отопления.

; (4.1.5.)

При регулировании по отопительной нагрузке, водоподогреватели горячего водоснабжения присоединяются к тепловым сетям в зависимости от отношения максимальной тепловой нагрузки на горячее водоснабжение (Q_h
max
) к максимальной тепловой нагрузки на отопление (Q_о
max
) типа регулятора, по следующим схемам:

– с установкой регулятора расхода по двухступенчатой смешанной схеме.

При таком же отношении с электронным регулятором расхода по двухступенчатой смешанной схеме с ограничением максимального расхода воды на ввод.

При остальных отношениях по параллельной схеме.

4.2.
Если в системе теплоснабжения нагрузка на жилищно-коммунальные нужды составляет, более 65% от суммарной тепловой нагрузки принимают центральное качественное регулирование отпуска теплоты по совмещённой нагрузке горячего водоснабжения и отопления.

Применение данного метода регулирования позволяет рассчитать магистральные теплопроводы по суммарному расходу воды на отопление и на вентиляцию, не учитывая расхода на горячее водоснабжение. Для удовлетворения нагрузки на горячее водоснабжение температура воды в подающем трубопроводе принимается выше, чем по отопительному графику и большинство абонентов системы отопления и горячего водоснабжения должны присоединятся к тепловой сети по принципу связанной подачи теплоты:

1)
– с установкой регулятора расхода по последовательной двухступенчатой схеме.

2)
При том же отношении с электронным регулятором расхода по двухступенчатой смешанной схеме с ограничением максимального расхода воды на ввод.

При этом способе регулирования отпуска теплоты в тепловой сети поддерживается повышенный отопительно-бытовой температурный график
, который строится на основании отопительно-бытового температурного графика.

Расчёт повышенного температурного графика заключается в определении перепада температур сетевой воды в подогревателях верхней (δ₁
) и нижней (δ₂
) ступени при различных температурах наружного воздуха (t_н
) и балансовой нагрузки горячего водоснабжения (): =
X·
Q<sub>h

m</sub>

; (4.2.1.)

X
– балансовый коэффициент учитывающий неравномерность расхода теплоты на горячие водоснабжение в течении суток (для закрытых систем теплоснабжения X=1,2).

Суммарный перепад температур сетевой воды в подогревателях верхней и нижней ступени в течение всего отопительного периода постоянен и определяется:

; (4.2.2.)

Задавая величину недогрева водопроводной воды до температуры греющей воды в нижней ступени подогревателя (∆t = 5 ÷ 10 °С) определяют температуру нагреваемой воды после первой ступени подогревателя (t') при температуре наружного воздуха, соответствующей точки излома графика (t'_н
): t' = – ∆
t'_н

; (4.2.3.)

Штрих обозначает, что значение взяты при температуре точки излома графика.

Перепад температур сетевой воды в нижней ступени подогревателя (δ₂
) при различных температурах наружного воздуха определяется:

при t'_н
: δ
'₂
= δ·
(t' – t_c
)/(t_h
– t_c
)
; (4.2.4.)

при t_o
: δ
₂

= δ
'·
(
τ
₂

– t_c
)/(
τ
'₂
– t_c
)
; (4.2.5.)

t_h

– температура воды поступающая в систему горячего водоснабжения.

t_c

– температура холодной водопроводной воды в отопительный период.

Зная δ₂
и δ'₂
находим температуру сетевой воды от обратной магистрали по повышенному температурному графику:

τ_2П

= τ₂
– δ₂

; (4.2.6.)

τ'_2П
=
τ'₂
– δ'₂

; (4.2.7.)

Перепад температур сетевой воды в верхней ступени подогревателя при t'_н
и t_о
:

δ
'₁
= δ
– δ
'₂

; (4.2.8.)

δ
₁

= δ
– δ
₂

; (4.2.9.)

Температуры сетевой воды подающей магистрали тепловой сети для повышенного температурного графика определяются по следующим формулам:

τ_1П

= τ₁
– δ₁

; (4.2.10.)

τ'_1П
=
τ'₁
– δ'₁

; (4.2.11.)

Расчёт графика центрального качественного регулирования отпуска теплоты.

– регулирование отпуска теплоты принимают по нагрузке на отопление. При этом в тепловой сети поддерживается отопительно-бытовой температурный график (формулы 4.1.)

Данные для расчёта графика: τ₁
= 130 °С

τ₂

= 70 °С

t_i

= 18 °С

t_o

= – 48 °С

τ_э
= 95 °С

Минимальную температуру сетевой воды в подающем магистрали принимается равной 70 °С (на уровне 70 °С график срезается).

5. Гидравлический расчёт тепловых сетей.

5.1. Задачи гидравлического расчёта.

В задачу гидравлического расчёта входят:

1.
Определение диаметров,

2.
Определение величины давлений (напоров) в различных тачках сети,

3.
Определение падения давления (напора),

4.
Увязка всех тачек системы при статической и динамическом режимах с целью обеспечения допустимых давлений и требуемых напоров в сети и абонентских установок.

Результаты гидравлического расчёта дают исходный материал для решения следующих задач: 1.
Определение капиталовложений, расхода металла и основного объёма работ по сооружению тепловой сети,

2.
Установление характеристик циркуляционных и подпиточных насосов, и. их размещение,

3.
Выяснение условия работы тепловой сети и абонентских систем и выбора схем присоединения абонентских установок,

4.
Выбор авторегулятора для тепловой сети и абонентских вводов,

5.
Разработка режимов эксплуатации.

5.2. Основные расчётные зависимости.

При гидравлическом расчёте тепловых сетей определяют потери давления на участках трубопровода для последующей разработки гидравлических режимов и выявление располагаемых напоров на тепловых пунктах потребителей.

Гидравлический расчёт производится на суммарный расчётный расход сетевой воды, складывающийся из расчётных расходов на отопление, вентиляцию и на горячие водоснабжение.

Расчётные расходы воды определяют <кг/ч>:

a)
максимальный расход воды на отопление:

; (5.2.1.)

б) максимальный расход воды на вентиляцию:

; (5.2.2.)

в) на горячие водоснабжение в открытых системах теплоснабжения:

; (5.2.3.)

; (5.2.4.)

г) на горячие водоснабжение в закрытых системах теплоснабжения:

– при параллельной схеме присоединения водоподогревателей:

; (5.2.5.)

; (5.2.6.)

– при двухступенчатой схеме присоединения водоподогревателей:

; (5.2.7.)

; (5.2.8.)

τ₁

– температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети при расчётной температуре наружного воздуха,

τ₂
–
температура воды в обратном трубопроводе тепловой сети при расчётной температуре наружного воздуха,

t_h
–
температура воды поступающей в систему горячего водоснабжения потребителей,

τ'₁
–
температура воды в подающем трубопроводе тепловой сети в точке излома графика,

τ'₂

– температура воды в обратном трубопроводе тепловой сети после системы отопления здания в точке излома графика,

τ'₃
–
температура воды после параллельно включённого водоподогревателя горячего водоснабжения в точке излома графика температур воды (рекомендуется 30 °С),

t^|
–
температура воды после первой ступени подогревателя при двухступенчатой схеме водоподогревателя.

Суммарный расчётный расход сетевой воды в двухтрубных тепловых, сетях в закрытых и открытых системах теплоснабжения при качественном регулировании отпуска теплоты определяется:

G_d
= G_{o max}
+ G_{v max}
+ k₃
· G_{i h m}

; (5.2.9.)

k₃
–
коэффициент учитывающий долю среднего расхода воды на горячие водоснабжение при регулировании по нагрузке отопления (таблица 2 СНиП “Тепловые сети”).

Перед гидравлическим расчётом составляют расчётную схему тепловых сетей с нанесением на ней длин, местных сопротивлений и расчётных расходов теплоносителя по всем участкам сети.

5.3 Порядок гидравлического расчёта теплопроводов:

1.
Выбираем на трассе тепловых сетей расчётную магистраль наиболее протяжённую и загруженную соединяющую источник теплоты с дальними потребителями.

Разбивают тепловую сеть на расчётные участки, определяют расчётные расходы и измеряют по Ген. плану длину участка.

2.
Задавшись удельными потерями давления на трение (h) (на главной магистрали до наиболее удалённого потребителя, с учётом дополнительного подключения абонентов h принимают не более 8 мм. вод. ст./м, на ответвлениях 30 мм. вод. ст/м), исходя из расходов теплоносителя на участках по таблицам и номограммам находят диаметры теплопроводов, действительные потери давления на трение и скорость движения теплоносителя, которая должна быть не более 25 м/сек.

Следует отметить, что для районов вечно мерзлотных грунтов минимальный диаметр труб, не зависимо от расхода воды и параметров теплоносителя должен приниматься 50 мм.

3.
Определив диаметры расчётных участков, разрабатывают монтажную схему теплопроводов, размещают на трассе запорную арматуру, неподвижные опоры, компенсаторы. Монтажная схема вычерчивается в две линии, причём подающий теплопровод располагается с правой стороны по ходу движения теплоносителя от источника теплоты.

4.
Потери напора определяются: H =
h·(
L +
L_экв
)
[мм. вод. ст.]

Эквивалентной длиной (L_экв
) принято называть такую условную длину прямолинейного участка, на котором падения давления на трение равно падению вызываемого местными сопротивлениями.

При отсутствии данных о характере и количестве местных сопротивлений эквивалентная длина определяется: L_экв
=
a₁
·
L

a₁

– коэффициентучитывающий долю потерь давления в местных сопротивлениях по отношению падений давления на трение (по СНиП “Тепловые сети” приложения): для Д_у
до 150 мм. a₁
= 0,3

для Д_у
до 200 мм. a₁
= 0,4

5.
После определения суммарного гидравлического сопротивления для всех участков расчётной магистрали необходимо сравнить располагаемым напором:

– суммарные гидравлические сопротивления для всех участков расчётной магистрали,

– располагаемый напор в конечной точке тепловой сети.

6.
Расчёт считается удовлетворительным, если гидравлическое сопротивление не превышает располагаемый перепад давлений и отличается от него не более чем на 10 %

Схема присоединения теплообменников горячего водоснабжения выбирается по следующему соотношению:

– двухступенчатая смешанная схема,

При другом отношении – одноступенчатая параллельная схема.

Гидравлический расчёт сведён в таблицу №3.

6. Разработка монтажной схемы и выбор строительных конструкций тепловой сети.

Тепловая сеть представляет собой систему прочно и плотно соединёнными между собой участков теплопроводов, по которым тепло с помощью теплоносителя транспортируется от источников тепла к тепловым потребителям.

Направление теплопроводов выбирается по тепловой карте района с учётом геодезической съёмки, планов существующих и намечаемых наземных и подземных сооружений, состояния грунтовых вод.

При прокладке стремятся к: – прокладке магистральной трассы по району наиболее плотной тепловой нагрузки,

– минимальные объёмы работ по сооружению сети,

– наименьшей длины теплопровода.

Теплопроводы прокладываются прямолинейно, параллельно оси проезда или линии застройки. Нежелательно перебрасывать трассу магистрального теплопровода с одной стороны проезда на другую.

При выборе трассы следует руководствоваться следующим:

– надёжности теплоносителя,

– быстрая ликвидация возможных неполадок и аварий,

– безопасность обслуживающего персонала.

Для обеспечения опорожнения и дренажа теплопроводы прокладываются с уклоном к горизонту. Минимальная величина уклона водяных сетей принимается равной 0,002, где направление уклона безразлично.

По трассе тепловых сетей строится продольный профиль, на который наносят:

– планировочные и существующие отметки земли,

– уровень стояния грунтовых вод,

– существующие и проектируемые подземные коммуникации, сооружаемые с указанием вертикальных отметок этих сооружений.

Теплопровод состоит из трёх основных элементов:

– трубопровод,

– теплоизоляционная конструкция,

– строительная конструкция.

7. Теплоизоляционная конструкция.

Теплоизоляционная конструкция состоит из трёх основных слоёв:

1. противокоррозионный слой,

2. теплоизоляционный слой,

3. покровный слой.

Противокоррозионный слой предназначен для защиты теплопровода от наружной коррозии.

Теплоизоляционный слой устраивается на трубопроводах, арматуре, фланцевых соединениях и для следующих целей:

1.
уменьшение потерь тепла при его транспортировании, что снижает установочную мощность источников тепла,

2.
уменьшения падения температуры теплоносителя, что снижает расход теплоносителя,

3.
понижения температуры на поверхности теплопровода и воздуха в местах обслуживания.

Покровный слой предназначен для защиты тепловой изоляции от атмосферных осадков.

7.1. Расчёт тепловой изоляции.

В качестве основного теплоизоляционного материала принимаем минераловатную плиту.

При проектировании тепловых сетей толщину изоляции определяют исходя из:

– норм потерь тепла,

– заданного перепада температур на участке тепловой сети,

– допустимой температуры на поверхности конструкции,

– технико-экономического расчёта.

Толщина тепловой изоляции определяется по формуле:

; (7.1.1.)

λ_к

– коэффициент теплопроводности основного слоя (для мин. ваты 0,07 Вт/м²
°С),

d_e

– наружный диаметр теплопровода <мм>,

R_из

– термическое сопротивление основного слоя изоляции < м²
°С/Вт>:

; (7.1.2)

τ_m

– расчётная среднегодовая температура теплоносителя (средняя за отопительный период):

; (7.1.3.)

τ<sub>m

1</sub>

– средняя температура теплоносителя по месяцам определяемая по графику центрального качественного регулирования в зависимости от среднемесячных температур наружного воздуха,

n₁

– количество часов в году по месяцам,

t_e
–
расчётная температура окружающей среды (средняя за отопительный период).

q_e
–
норма потерь теплоты <Вт/м> (СНиП “Тепловая изоляция” приложение 4–8).

k₁

– коэффициент учитывающий изменение стоимости теплоты и теплоизоляционной конструкции в зависимости от районо строительства и способа прокладки (k₁
= 088).

Расчёт толщины минераловатной плиты сведён в таблицу № 4:

Таблица № 4 “Расчёт тепловой изоляции”:

7.2 Определение потерь тепла в наружных тепловых сетях.

Q
_пот

= Σ (β·
q_н

·
L)
·
a

β –
коэффициент по потери тепла арматурой и компенсаторами (1,25 для наружной прокладки),

q_н
–
потери тепла теплопроводами (ккал/ч·м),

L –
протяжённость теплопровода (м),

а –
поправочный коэффициент, зависит от средней годовой температуры воздуха:

–20 °С: 1,11 для Т1. –10 °С: 1

1,07 для Т2. 1

–18 °С: 1,07 –8 °С: 0,99

1,04 0,99

–15 °С: 1,04 –5 °С: 0,98

1,02 0,98

–12 °С: 1,01

1,01

Расчёт потерь тепла сведён в таблицу № 5:

7.3 Ведомость изоляционной конструкции:

5) π·Д_н

6) (5)·L

9)π·Д_н
·δ_из

10) (9)·L

13) 2π·(Д_н
/2 + δ_из)

14) (13)·L

8. Расчёт опор.

8.1. Расстояние между неподвижными опорами:

8.2. Расстояние между подвижными опорами:

Количество подвижных опор рассчитывается по формуле:

n =
L·2:
L₁

L –
расстояние между неподвижными опорами по монтажной схеме, или общая длина, данного диаметра, теплопровода,

L₁

– расстояние между подвижными опорами.

Расчёт количества подвижных опор сведён в таблицу № 6.

9. Водоподогреватели горячего водоснабжения.

К расчёту принимаем водоводяные кожухотрубчатые подогреватели.

В кожухотрубчатых подогревателях основным элементом является цилиндрический корпус и пучок гладких трубок размещаемых внутри корпуса. Один из теплоносителей протекает внутри трубок, другой в межтрубном пространстве – такие теплообменники называются скоростными.

Скоростные водоводяные подогреватели, у которых греющая и нагреваемая вода движутся навстречу, называются противоточными. Противоток эффективнее прямотока, т.к. обеспечивает большую среднюю разность температур и позволяет нагревать воду до более высокой температуры.

В подогревателях предназначенных для горячего водоснабжения греющую воду направляют в межтрубное пространство, нагреваемую в трубки. В подогреватели для системы отопления греющая вода направляется в трубки, а нагреваемая в межтрубное пространство.

Основным элементом подогревателя является корпус из стальной бесшовной трубы. Внутри корпуса расположены трубки из латуни Д_в
16 х 1 мм., теплопроводность составляет 135 Вт/м °С, корпус теплообменника имеет длину 3 – 4 м, Ø57 – 530 мм., число трубок 4 – 450, Р_р
= 1 Мпа.

Тепловой и гидравлический расчёт водоподогревательных установок.

Расчет сводится к определению: – расчётной поверхности нагрева,

– выбора номера и количество секций.

– гидравлического сопротивления водоподогревателя по греющей и нагреваемой воде.

Расчёт подогревателя системы горячего водоснабжения при любых схемах подключения к тепловым сетям производится для самого неблагоприятного режима, соответствующего точке излома температурного графика.

Для скоростных секционных водоподогревателей следует принимать противоточную схему потоков теплоносителя, при этом греющая вода должна поступать в межтрубное пространство.

– двухступенчатая смешанная схема,

При другом отношении – одноступенчатая параллельная схема.

9.1 Расчёт водоподогревателя при двухступенчатой смешанной схеме.

1.
В зимний период расход сетевой воды вычисляется по формуле:

– на отопление <кг/ч>:

; (9.1.1.)

– на горячие водоснабжение <кг/ч>:

; (9.1.2.)

В этих формулахQ_o
max
иQ_h
max
в кВт.

2.
Расчётный расход на абонентский ввод <кг/ч>:

G
<sub>аб

. max</sub>

=G_{o max}

+ G_{h max}

; (9.1.3.)

3.
Расход нагреваемой воды для горячего водоснабжения <кг/ч>:

; (9.1.4.)

4.
Температура нагреваемой воды на выходе из подогревателя первой ступени <°С>: ; (9.1.5.)

5.
Теплопроизводительность подогревателя Ⅰ и Ⅱ ступени <кВт>:

; (9.1.6.)

; (9.1.7.)

6.
Температура сетевой воды на выходе из подогревателя Ⅰ ступени:

; (9.1.8.)

7.
Средне логарифмические разности температур между греющим и нагреваемым теплоносителями в подогревателях Ⅰ и Ⅱ ступени:

; (9.1.9.)

; (9.1.10.)

8.
Средние температуры сетевой и нагреваемой воды в подогревателях Ⅰ и Ⅱ ступени: ; (9.1.11.)

; (9.1.12.)

; (9.1.13.)

; (9.1.14.)

9.
Задавшись скоростью нагреваемой воды U_тр
=1 м/с, определяем требуемую площадь живого сечения трубного пространства подогревателей <м²
>:

; (9.1.15.)

По вычисленной f_тр.
подбираем вид подогревателя и выписываем его характеристики.

10.
Эквивалентный диаметр межтрубного пространства:

; (9.1.16.)

Д
_i

– внутренний диаметр теплообменного аппарата (корпуса).

d_e

– наружный диаметр трубок.

11.
Действительная скорость нагреваемой воды в трубках подогревателей <м/с>:

; (9.1.17.)

f
_тр.

–
площадь межтрубного пространства выбранного подогревателя.

12.
Скорость сетевой воды в межтрубном пространстве в подогревателях Ⅰ и Ⅱ ступени <м/с>:

; (9.1.18.)

; (9.1.19.)

13.
Коэффициент теплоотдачи от сетевой воды к стенкам трубок в подогревателях Ⅰ и Ⅱ ступени <Вт/м²
°С>:

; (9.1.20.)

; (9.1.21.)

14.
Коэффициент теплопередачи от стенок трубок к нагреваемой воде в подогревателях Ⅰ и Ⅱ ступени:

; (9.1.22.)

; (9.1.23.)

15.
Коэффициенттеплоотдачи для подогревателей Ⅰ и Ⅱ ступени <Вт/м²
°С>:

; (9.1.24.)

; (9.1.25.)

16.
Требуемая площадь поверхности нагрева подогревателей Ⅰ и Ⅱ ступени <м²
>:

; (9.1.26.)

; (9.1.27.)

17.
Количество секций подогревателя Ⅰ и Ⅱ ступени:

; (9.1.28.)

; (9.1.29.)

18.
Потери давления в подогревателях Ⅰ и Ⅱ ступени <кПа>:

; (9.1.30.)

; (9.1.31.)

; (9.1.32.)

; (9.1.33.)

В летний период расчётные параметры сетевой воды составляют:

τ^|

₁

= 70 ºC,

τ^|

₃

= 30 ºC,

=
15 ºC.

19.
Расход теплоты на горячие водоснабжение <кВт>:

; (9.1.34.)

20.
Расход нагреваемой воды <кг/ч>:

; (9.1.35.)

; (9.1.36.)

21.
Средне логарифмическая разность температур теплоносителей:

; (9.1.37.)

22.
Средние температуры нагреваемой и сетевой воды в подогревателе:

; (9.1.38.)

; (9.1.39.)

23.
Скорость сетевой воды и нагреваемой в водоподогревателях <м/с>:

; (9.1.40.)

; (9.1.41.)

24.
Коэффициент теплоотдачи:

; (9.1.42.)

; (9.1.43.)

25.
Коэффициент теплопередачи:

; (9.1.44.)

26.
Поверхность нагрева подогревателей в летний период <м²
>:

; (9.1.45.)

27.
Количество секций подогревателя:

; (9.1.46.)

28.
Потери давления в летний период <кПа>:

; (9.1.47.)

; (9.1.48.)

9.2 Расчёт водоподогревателя при одноступенчатой параллельной схеме.

1.
Расход греющей воды <т/ч>: ; (9.2.1)

2.
Расход нагреваемой воды <т/ч>: ; (9.2.2.)

3.
задавшись ориентировочно типом и номером подогревателя с диаметром корпуса D_в
находим: –
скорость воды в межтрубном пространстве <м/с>:

; (9.2.3.)

– скорость нагреваемой воды в трубах <м/с>:

; (9.2.4.)

4.
Средняя температура греющей воды <°С >: Т = 0,5 · (Т₁
– Т₂
)
; (9.2.5.)

5.
Средняя температура нагреваемой воды <°С >: t
= 0,5 · (
t
₁

–
t
₂

)
; (9.2.6.)

6.
Коэффициент теплоотдачи от греющей воды, проходящей в межтрубном пространстве, к стенкам трубок <ккал/м²
ч°С >:

; (9.2.7.)

; (9.2.8.) – эквивалентный диаметр межтрубного пространства <м>:

7.
Коэффициент теплопередачи от стенок трубок к нагреваемой воде, проходящей по трубкам <ккал/м²
ч°С >:

; (9.2.9.)

8.
Коэффициент теплопередачи <ккал/м²
ч°С >:

; (9.2.10.)

При латунных трубках диаметром 16/14 мм значение δ_ст
/λ_ст
= 0,000011

9.
Средне логарифмическая разность температур в подогревателе <°С >:

; (9.2.11.)

10.
Площадь поверхности нагрева подогревателя <м²
>:

; (9.2.12.)

μ
– коэффициент, учитывающий накипь и загрязнение трубок:

11.
Активная длина секций подогревателя <м²
>:

; (9.2.13.)

d
_ср

= 0,5·(
d
_н

–
d
_в

)
; (9.2.14.)

12.
Число секций подогревателя при длине секций 4 м:

; (9.2.15.)

13.
Потери давления на одну секцию 4 м определяется по формулам <кгс/см²
>:

Δ
P
_тр

= 530
; (9.2.16.)

Δ
P
_тр

= 1100
; (9.2.17.)

В этих формулах: Q – расчётный расход тепла в ккал/ч,

Т₁
– температура греющей воды на входе в подогреватель в °С,

Т₂
– температура греющей воды на выходе из подогревателя в °С,

t₁
– температура нагреваемой (местной) воды на выходе из подогревателя в °С (65 °С),

t₂
– температура нагреваемой воды на входе в подогреватель в °С,

D_в
– внутренний диаметр корпуса подогревателя в м,

d_н
и d_в
– наружный и внутренний диаметр трубок в м.

Расчет водоподогревателя:

– принимаем двухступенчатую смешанную схему присоединения теплообменников горячего водоснабжения.

Исходные данные для расчёта: Q_o
max
= 1343,2 кВт, Q_h
max
= 305,763 кВт, , , τ₁
= 130 °С, τ₂
= 70 °С, t_h
= 60 °С, t_c
= 5 °С.

Расчёт водоподогревателей сведён в таблицу № 7.

По результатам расчёта к установке принимаем скоростной водоподогреватель типа 06 по ОСТ 34 – 588 – 68 со следующими техническими характеристиками:

Д_н
= 89 мм.

Д_вн
= 82 мм.

L = 4410 мм.

l = 200 мм.

Z = 12

F = 2,24 м²

f_тр
= 0,00185 м²

f_{м. тр.}
= 0,00287 м²

В зимний период работают 2-ва подогревателя ГВ (Ⅰ и Ⅱ ступени) соединённые по двухступенчатой смешанной схеме. Подогреватель Ⅰ ступени имеет 3 секции. Подогреватель Ⅱ ступени имеет 5 секций.

В летний период включается только подогреватель Ⅱ ступени и к нему добавляется 1 секция.

Библиографический список.

Теплоснабжение. Учеб. для вузов/ А.А. Ионин, Б.М. Хлыбов и др. Под ред. А.А. Ионина, -М.: Стройиздат, 1989.

2. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. Учуб. для вузов, -М.: Энергоиздат, 1999.

3. Расчёт и проектирование тепловых сетей. / А.Ю. Строй, В.Л. Скальский . –Киев.: Будивельник, 1981.

4. СНиП 23-01-99 «Строительная климатология»./ Госстрой России, 2000.

5. Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей. Справочник./ В.И. Манюк, ЯЧ.И. Каплинских и др. М.: Стройиздат, 1988.

6. СНиП 2.04.07-86 «Тепловые сети». / Гострой СССР. –М.: ЦИТ Госстроя СССР, 1987.