Расчет горячего водоснабжения

Расчет горячего водоснабжения

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Определение тепловых нагрузок микрорайона на отопление, вентиляцию, ГВС

2. Выбор схемы включения подогревателя ГСВ к тепловой сети и температурного графика ЦКР

. Тепловой гидравлический расчет кожухотрубного подогревателя

. Расчет двухступенчатой последовательной схемы присоединения водоподогревателей ГВС

. Тепловой и гидравлический расчет пластинчатых водоподогревателей ГВС

Список использованных источников

ВВЕДЕНИЕ

В данной работе рассчитаны тепловые нагрузки микрорайона на отопление и ГСВ, выбрана схема включения подогревателей ГСВ, выполнен тепловой и гидравлический расчет двух вариантов теплообменников. Рассматриваться будут только жилые здания однотипные, 5-10 этажные. Система теплоносителя закрытая, 4-х трубная с установкой подогревателя ГСВ в ЦТП. Все расчеты ведутся по укрупненным показателям. Принимаем жилые здания без вентиляции.

Расчетно-графическая работа выполняется в соответствии с действующими стандартными нормами и правилами, тех. условиями и основными положениями по проектированию, монтажу и эксплуатации систем теплоснабжения жилых зданий.

1. Определение тепловых нагрузок микрорайона на отопление, вентиляцию, ГВС.

Максимальный тепловой поток на отопление жилых зданий микрорайона:

, (1)

где  - укрупненный показатель максимального теплового потока для м²;

А - общая площадь жилого здания, м²;

 - коэффициент учит-ий тепловой поток на отопление жилых зданий (доля жилых зданий )

=80 Вт/м² Астрахань

А= 16400 м² - по заданию

= 0, т.к. рассматриваются только жилые здания.

Вт.

Максимальный тепловой поток на горячее водоснабжение

, (2)

где  - коэффициент часовой неравномерности расхода числа на ГСВ

 - укрупненный показатель среднего теплового потока на горячее водоснабжение, равный 376 Вт/мл;

U - число жителей в микрорайоне, по заданию, равно 560 чел;

 - 2,4

 = 376 Вт/мл;

U =560 чел

, Вт

Тепловые нагрузки на вентиляцию для жилого здания равны нулю.

2. Выбор схемы включения подогревателя ГСВ к тепловой сети и температурного графика ЦКР

Выбор схемы подключения подогревателя

 (3)

где - из формулы (2)

-из формулы (1)

При принимают двухступенчатую схему, при принимают одноступенчатую параллельную схему

Для жилого здания рекомендуется двухступенчатая схема, даже если по расчетам получается одноступенчатая

Вывод: подогреватель один, следовательно один общий подогреватель размещенный в ЦТП подключен по 2-х ступенчатой схеме.

Согласно заданию ЦКР отпуска тепла проводится по отопительному бытовому графику 130/70⁰С, поэтому параметры точки излома, которые являются расчетными известны и составляют;

 температура воды в падающем трубопроводе в "точке излом",

 - температура воды приблизительно в обратном трубопроводе в "точке излома", при расчетной температуре теплоносителя в падающем трубопроводе 130⁰С.

Максимальный расход на - средний тепловой поток на горячее водоснабжение (ГВС)

, (4)

где - максимальный тепловой поток на ГВС из формулы (2)

 - коэффициент часовой неравномерности расхода числа на ГСВ

=505344

 =2,4

3. Тепловой гидравлический расчет кожухотрубного подогревателя

Температура наружного воздуха в "точке излома"

 (5)

где  - температура воздуха внутри помещения,

 - расчетная температура воздуха для проектирования отопления,

 температура воды в падающем трубопроводе в "точке излом",

 - температура воды приблизительно в обратном трубопроводе в "точке излома", при расчетной температуре теплоносителя в падающем трубопроводе 130⁰С.

 = 20 ºС;

 = -23 ºС

 - расчетный перепад температуры воды в тепловой сети, определяемый по формуле

 (6)

где  - расчетная температура сетевой воды в подающем трубопроводе,

 - расчетная температура сетевой воды в обратном трубопроводе,

 =130⁰С

 =70⁰С

 =130-70=60⁰С

4. Расчет двухступенчатой последовательной схемы присоединения водоподогревателей ГВС

отопление вентиляция подогреватель кожухотрубный

Выбрать и рассчитать водоподогревательную установку для ГВС ЦТП, оборудованного водоподогревателем, состоящим из секций кожухотрубного типа с трубной системой из прямых гладких труб с блоком опорных перегородок по ГОСТ 27590. Система отопления микрорайона присоединена к магистральной тепловой сети по зависимой схеме. В ЦТП имеются баки - аккумуляторы.

Температура теплоносителя (греющей воды) в соответствии с рассчитанным повышенным графиком принята:

- при расчетной температуре наружного воздуха для проектирования отопления ;

в подающем трубопроводе τ₁=130 ⁰С, в обратном - τ₂ =70⁰С;

в точке излома графика температур t^`_n= -2,02 ⁰С;

в подающем трубопроводе τ₁ⁿ=70 ⁰С, в обратном τ₂ⁿ=44,9 ⁰С.

Температура холодной водопроводной воды t_c=5⁰С.

Температура горячей воды, поступающей в СГВ, t_h=60⁰С.

Максимальный тепловой поток на отопление зданий Q_{o max}=1312000 Вт.

Расчетная тепловая производительность водоподогревателей Q^sp_h=Q_hm=Q^h_T=210560 Вт.

6 Потери тепла трубопроводами Q_ht=0.

Плотность воды принять ρ=1000 кг/м³.

Максимальный расчетный секундный расход воды на ГВС q^h=2,5 л/с.

Порядок расчета:

Максимальный расчет воды на отопление:

 (7)

Температура нагреваемой воды за водоподогревателем 1 ступени:

 (8)

Расход греющей сетевой воды на ГВС:

 (9)

4 Расход нагреваемой воды на ГВС:

 (10)

Тепловой поток на II ступень водоподогревателя СГВ:

 (11)

Тепловой поток на отопление в точке излома графика температур сетевой воды при температуре наружного воздуха t^`_n:

 (12)

Расход греющей воды через I ступень водоподогревателя:

 (13)

Расчетная тепловая производительность I ступени водоподогревателя:

 (14)

Расчетная тепловая производительность II ступени водоподогревателя:

 (15)

Температура греющей сетевой воды на выходе из водоподогревателя II ступени:

 (16)

Температура греющей сетевой воды на выходе из водоподогревателя I ступени при условии равенства :

 (17)

12 Среднелогарифмическая разность температур между греющей и нагреваемой водой для 1 ступени:

 (18)

То же для II ступени:

 (19)

Необходимое сечение трубок водоподогревателя при скорости воды в трубках  и  при однопоточном включении:

 (20)

Из таблицы прил. 3 по полученной величине  подбираем тип секции водоподогревателя со следующими характеристиками: , , , , , .

Скорость воды в трубках:

 (21)

Скорость сетевой воды в межтрубном пространстве:

 (22)

Расчет 1 ступени водоподогревателя ГВС:

а) средняя температура греющей воды:

 (23)

б) средняя температура нагреваемой воды:

 (24)

в) коэффициент теплоотдачи от греющей воды к стенкам трубок:

г) коэффициент теплоотдачи от стенок трубок к нагреваемой воде:

 (26)

д) коэффициент теплопередачи при :

 (27)

е) требуемая поверхность нагрева 1 ступени:

 (28)

ж) число секций водоподогревателя 1 ступени:

 (29)

Принимаем 2 секции; действительная поверхность нагрева F¹_тр=0,65*2=1,3 м².

Расчет II ступени водоподогревателя СГВ:

а) средняя температура греющей воды:

 (30)

б) средняя температура нагреваемой воды:

 (31)

в) коэффициент теплоотдачи от греющей воды к стенкам трубок:

 , (32)

г) коэффициент теплоотдачи от стенок трубок к нагреваемой воде:

 , (33)

д) коэффициент теплопередачи при

 (34)

е) требуемая поверхность нагрева II ступени:

 (35)

ж) число секций водоподогревателя II ступени:

 (36)

Принимаем 6 секций.

В результате расчета получилось 2 секции в подогревателе I ступени и 6 секции в подогревателе II ступени суммарной поверхностью нагрева 5,55 м².

Потери давления в водоподогревателях (6 последовательных секций длиной 2 м) для воды, проходящей в трубках с учетом φ=2:

 (37)

Условное обозначение теплообменников:

I ступень: ПВ 76*2-1,0-РГ-2-УЗ ГОСТ 27590-88

II ступень: ПВ 76*2-1,0-РГ-6-УЗ ГОСТ 27590-88

5. Тепловой и гидравлический расчет пластинчатых водоподогревателей ГВС

Выбрать и рассчитать водоподогревательную установку пластинчатого теплообменника, собранного из пластин 0,3p для СГВ того же ЦТП, что в примере с кожухотрубными секционными подогревателями. Следовательно, исходные данные, величины расходов и температуры теплоносителей на входе и на выходе из каждой ступени водоподогревателя принимаются такими же, как в прил. 3.

Расчет:

Проверяем соотношение ходов в теплообменнике I ступени, принимая предварительно потери давления по нагреваемой воде ΔР_н=100 кПа, по греющей воде ΔР_гр=40 кПа.

 (38)

Соотношение ходов не превышает 2 , но расход греющей воды  много больше расхода нагреваемой воды , следовательно, принимается несимметричная компоновка теплообменника.

По оптимальной скорости воды  и живому сечению одного межпластинчатого канала  определяем требуемое число каналов по нагреваемой воде  и греющей воде :

 (39)

 (40)

Общее живое сечение каналов в пакете по ходу нагреваемой и греющей воды (принимаем равным 2, =15):

 (41)

 (42)

Фактические скорости греющей и нагреваемой воды:

 (43)

 (44)

Расчет водоподогревателя 1 ступени:

а) из табл.1 прил.4 ; получаем коэффициент теплоотдачи от греющей воды к стенке пластины:

б) коэффициент тепловосприятия от стенки пластины к нагреваемой воде:

 , (46)

в) , коэффициент теплопередачи:

 (47)

г) требуемая поверхность нагрева водоподогревателя 1 ступени:

 (48)

д) по табл.1 прил.4 поверхность нагрева одной пластины , количество ходов по греющей и нагреваемой воде в теплообменнике:

 (49)

 (50)

Принимаем по греющей воде , по нагреваемой воде .

е) действительная поверхность нагрева водоподогревателя I ступени:

 (51)

ж) потери давления I ступени по греющей и нагреваемой воде:

 (52)

 (53)

Расчет водоподогревателя II ступени:

а) коэффициент теплоотдачи от греющей воды к стенке пластины:

 , (54)

б) коэффициент тепловосприятия от пластины к нагреваемой воде:

 , (55)

в) , коэффициент теплопередачи:

 (56)

г) требуемая поверхность нагрева водоподогревателя II ступени:

 (57)

д) количество ходов по греющей и нагреваемой воде в теплообменнике:

 (58)

 (59)

Принимаем по греющей воде , по нагреваемой воде .

е) действительная поверхность нагрева водоподогревателя II ступени:

 (60)

ж) потери давления II ступени по греющей и нагреваемой воде:

 , (61)

 (62)

В результате расчета в качестве подогревателя ГВС принимаем два теплообменника ( I и II ступени) разборной конструкции (р) с пластинами типа 0,3р, толщиной 1 мм, из стали 12×18Н10Т (исполнение 01), на консольной раме (исполнение 1к), с уплотнительными прокладками из резины марки 51-1481 (условное обозначение 12). Поверхность нагрева I ступени 8,7 м², II ступени 8,7 м². Технические характеристики пластинчатых теплообменников приведены в табл.1-3 прил. 4.

Условное обозначение теплообменников:

Ступени: Р 0,3р-1-8,7-1к-0,1-12 СХ¹=

II Ступени: Р 0,3р-1-8,7-1к-0,1-12 СХ²=

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. СНиП 2.04.01-85. Внутренний водопровод и канализация зданий.

. Липовка Ю.Л., Целищев А. В., Мисютина И.В. Горячее водоснабжение: метод. указания к курсовой работе. Красноярск: СФУ, 2011. 36с.

. ГОСТ 27590-88. Подогреватели водоводяные систем теплоснабжения. Общие технические условия.

. СНиП 2.04.07-89*. Тепловые сети.

5. СНиП 23-01-99. Строительная климатология.

6. СТО 4.2 - 07 - 2012 Система менеджмента качества. Общие требования к построению, изложению и оформлению документов учебной деятельности. Взамен СТО 4.2 - 07 - 2010; дата введ. 27.02.2012. Красноярск: ИПК СФУ. 2012. 57 с.