Рис3.Аксонометрическая схема подающего и обратного трубопровода

7. Построение суточного и интегрального графиков расхода теплоты для определения емкости бака-аккумулятора.

Неравномерное потребление горячей воды требует синхронного изменения отпуска тепла со станции или соответствующего приготовления ее на месте потребления. Ввиду неосуществимости кратковременного соответствия выработки тепла на горячее водоснабжение и его потребления наблюдается постоянное нарушение отопительно-вентиляционных режимов, требующих создания на станции излишних резервов теплоприготовительного оборудования.

Установка баков-аккумуляторов горячей воды дает возможность выровнять нагрузку станционных водонагревателей и тем самым уменьшить запас пиковой мощности на тепловой станции, вследствие чего обеспечивается меньшая разрегулировка расходов тепла на отопление и вентиляцию. Аккумуляторы позволяют устранить колебания температуры горячей воды при максимальных и минимальных водоразборах и уменьшить расчетную теплопроизводительность местных подогревателей.

Емкость аккумулятора определяется с помощью интегрального графика, который строится на основе заданного суточного расхода тепла.

Среднечасовой расход тепла для определения объёма бака аккумулятора:

График расхода горячей воды по часам суток

График расхода теплоты по часам суток

Расчет для построения интегрального графика:

С 0 до 2:

С 0 до 4:

С 0 до 6:

С 0 до 8:

С 0 до 10:

С 0 до 12:

С 0 до 14:

С 0 до 16:

С 0 до 18:

С 0 до 20:

С 0 до 22:

С 0 до 24:

Интегральный график подачи и потребления теплоты.

На интегральном графике находим максимальную разность ординат подачи и потребления тепла: кДж/ч.

При максимальной температуре горячей воды 75°С, минимальной 40°С объём аккумулятора теплоты:

Из графика видно, что при максимальном запасе теплоты, то есть в 18 ч. температура воды в баке аккумуляторе составляет 75°С.

Полный запас теплоты в аккумуляторе:

кДж/ч

В 0 ч. полный запас теплоты в аккумуляторе равен нулю. Температура воды в это время минимальная 40°С. Отсюда следует, что постоянный запас теплоты в аккумуляторе:

кДж/ч

Количество полезной теплоты в аккумуляторе, накопленной с 0 до 18ч,

которое и требуется по расчету.

Подбираем по справочнику [7] принимаем бак объёмом 4м (длина-3300мм, высота-1668мм, масса-1462кг, наружный диаметр-1216мм, диаметры патрубков для входа и выхода 65мм).

8. Расчет водоподогревателя.

Целью теплового расчета водоподогревателя является определение расчетной поверхности нагрева, выбор номера и количества подогревателей.

Подогреватели должны обеспечивать заданную теплопроизводительность при любых температурных режимах сетевой воды.

Исходные данные:

t =5°С – температура воды в холодном трубопроводе;

t =60°С – температура воды в системе горячего водоснабжения;

Расчетная тепловая нагрузка на водоподогреватель:

(8.1)

Максимальный тепловой поток на отопление:

=60%=264,49 кВт (8.2)

Строим температурный график:

t =70 ,t =42,5 - температура воды тепловой сети в расчётном режиме по системе горячего водоснабжения:

Порядок расчета:

1) Принимаем недогрев воды в первой ступени 5^оС, тогда

^оС

2) Определяем расчетный расход нагреваемой воды

3) Определяем расчетный расход греющей воды

4) Определяем теплопроизводительность первой и второй ступени.

Проверка:

5)

6) Задаемся скоростью воды в трубном пучке

и определяем площадь сечения трубного пучка:

По справочнику[5] выбираем водо-водяной водоподогреватель.

Номер водоподогревателя: 06ОСТ 34-588-68

D_вн =76 ммм;

L = 4000 мм;

Число трубок z = 7;

Площадь поверхности нагрева F = 1,31 м²;

Площадь живого сечения трубок fтр = 0,00108 м²;

Площадь живого сечения межтрубного пространства fмт = 0,00233м²;

7) Далее все расчеты сводим в таблицу.

Таблица 8.1 «Расчёт водоподогревателя».
Элемент расчета	Расчетная формула	Расчетное значение
I ступень
1) Средняя температура воды после I ступени		37,4 oC
2) Скорость воды в межтрубном пространстве		1,05 м/с
3) Эквивалентный диаметр межтрубного пространства		0,0212 м
4) Коэффициент теплоотдачи от греющего теплоносителя к трубному пучку		5267,6
5) Средняя температура нагреваемого теплоносителя		21,25 oC
6) Скорость воды в трубном пучке		0,71 м/с
7) Коэффициент теплоотдачи от внутренней поверхности трубного пучка к нагреваемому теплоносителю		3318,9
8) Коэффициент теплопередачи		2005,8
9) β1·β2	0,95·0,6
10) Средний логарифмический перепад температур		13,12 oC
11) Площадь поверхности нагрева		6,95 м2
12) Количество секций

Продолжение таблицы 8.1
Элемент расчета	Расчетная формула	Расчетное значение
II ступень
1) Средняя температура воды после I ступени		64,37 oC
2) Скорость воды в межтрубном пространстве		0,67 м/с
3) Эквивалентный диаметр межтрубного пространства		0,0212 м
4) Коэффициент теплоотдачи от греющего теплоносителя к трубному пучку		4362,69
5) Средняя температура нагреваемого теплоносителя		48,75 oC
6) Скорость воды в трубном пучке		0,71 м/с
7) Коэффициент теплоотдачи от внутренней поверхности трубного пучка к нагреваемому теплоносителю		4151,5
8) Коэффициент теплопередачи		2094,24
9) β1·β2	0,95·0,6
10) Средний логарифмический перепад температур		14,92 oC
11) Площадь поверхности нагрева		4,05 м2
12) Количество секций

Схема водоподогревателя.

9. Подбор оборудования теплового пункта.

При разборе воды непосредственно из тепловой сети повысительные насосы устанавливаются, когда напор в обратном теплопроводе значительно меньше требуемого, вычисленного по формуле[4,с.34]:

+ + + + =66,27м

Если напор на вводе водопровода незначительно меньше требуемого для системы горячего водоснабжения, применение повысительных насосов может быть нецелесообразно. В этом случае уменьшение требуемого напора может быть достигнуто путем увеличения диаметров подающих теплопроводов и стояков. В каждом конкретном случае решение должно быть обосновано.

В качестве циркуляционных и повысительных используют насосы типа К, КМ, ВК, ЦВЦ, ЦНШ. Число насосов не должно быть менее двух, один из них является резервным.

Определяем требуемое давление в закрытой системе горячего водоснабжения:

Потери давления в счетчике:

S – гидравлическое сопротивление счетчика, выбираем в зависимости от диаметра и эксплуатационного расхода.

[8,с 175]

Рассмотрим первый случай: ( )

В этом случае для гашения избыточного напора устанавливаем диафрагму, ее диаметр рассчитываем по формуле:

где G – расход на головном участке

Рассмотрим второй случай: ( )

Недостающий напор на вводе водопровода:

Выбираем повысительный насос:

К 8/1 [4, стр. 67]

Подача – 8 м³/ч (1,744 л/с)

Напор – 18 м

4А80А2 – 1,5 кВт

Частота вращения n=2900 об./мин.

Расчетный напор циркуляционных насосов расчитываем по формуле:

– циркуляционный расход на головном участке [кг/ч].

- расчетный расход на головном участке в режиме водоразбора[кг/ч].

x – доля максимального водоразбора , принимаемая для систем горячего водоснабжения протяженностью до 60м равной 0,15.

По данным расчета выбираем циркуляционный насос:

ЦВЦ 2,5-2 [4, стр. 65]

Подача – 2,5 м³/ч

Тип электродвигателя 4А80А2

Мощность: 1,5 кВт.

Частота вращения n=2900 об./мин.

10. Спецификация.

12. Список литературы.

1. СНиП 2.04.01 – 85*. Нормы проектирования. Внутренний водопровод и канализация зданий. М.: Минстрой России, ГУП ЦПП, 1997 г., 59 с.

2. Справочник проектировщика. Внутренние санитарно- технические устройства.Ч.2. Водопровод и канализация./ Под ред. И. Г. Староверова.-М.: Стройиздат,1990

3. Справочник по инженерно – строительному черчению/Рускевич Н.Л., Ткач Д.И., Ткач М.Н. – 2-е изд., перераб. и доп. – Киев: Будiвельник, 1987, 264 с.

4. Справочник мастера – сантехника/Журавлев Б.А. – 6-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1987., 496 с.

5. ОСТ 34-588-68. Водо-воядные подогреватели систем теплоснабжения.

6. Манюк В.И. Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей. Справочник. М.: Стройиздат, 1988 г., 432 с.

7. Козин В.Е. Теплоснабжение: Учебное пособие для студентов вузов. – М.: Высш. школа, 1980. – 408 с.

8. Методические указания к расчетно-графической работе по курсу «Горячее водоснабжение» - Тюмень: ТюмГАСУ, 2007 г., 26 с.

9. Справочник проектировщика. Внутренние санитарно- технические устройства.Ч.2. Водопровод и канализация./ Под ред. И. Г. Староверова.-М.: Стройиздат,1990