Расчет подогревателя ГВС

5.2 Расчет подогревателя ГВС

Подогреватели должны обеспечивать заданную теплопроизводительность при любых температурных режимах сетевой воды. Наиболее неблагоприятный режим соответствует точке излома температурного графика регулирования. Поэтому расчет подогревателей производится именно для этого режима по параметрам сетевой воды при температуре t_н^’’’.

К установке принимаем водоводяной скоростной секционный подогреватель с противоточным движением теплоносителей и длиной трубок 4м.

Максимальный часовой расход греющей воды равен

.

Задаваясь скоростью воды в межтрубном пространстве подогревателя, равной 1 м/с, найдем ориентировочно площадь сечения межтрубного пространства, м² (при ρ=1000 кг/м³):

 

По полученному значению  подбираем типоразмер подогревателя с наружным диаметром корпуса 57мм и стандартными значениями

, , поверхностью нагрева одной секции

0,75 м² и d_э=0,0129м.

Определим действительные скорости движения воды в трубках и межтрубном пространстве:

Среднее значение температуры нагреваемой и греющей воды:

.

Коэффициенты теплоотдачи от греющей воды к поверхности стенок трубок α_мт и от трубок к нагреваемой воде α_тр:

где d_вн – внутренний диаметр трубок, d_вн=14мм.

Коэффициент теплопередачи:

где δ_ст – толщина стенки, 0,001м;

λ_ст – теплопроводность материала стенки, 110 Вт/(м·˚С);

β₃ – коэффициент загрязнения, принимаемый равным 0,85.

Среденелогарифмический температурный напор в подогревателе:

Необходимая площадь нагрева подогревателей:

где Q_гр.в=Q_гв^макс.

Количество секций в подогревателе:

где F_с – площадь поверхности нагрева одной секции.

Полученное значение n_п округляется до целого числа в большую сторону.

Принимаем к установке подогреватель из 5 секций.

5.3 Расчет потерь напора в местном тепловом пункте

Потери напора в тепловом пункте определяются по формуле.

где Н_пд – потери напора в подогревателе, м;

Н_сч – потери напора в счетчике воды, м;

Н_ф – потери напора в фильтре, м;

Н_l – потери напора по длине водомерного узла, м;

Н_к – потери напора на сжатие потока (конфузор), м;

Н_д – потери напора на расширение потока (диффузор), м.

Потери напора в подогревателе:

где n – безразмерный коэффициент, учитывающий увеличение потерь напора за счет зарастания труб (принимается равным 4);

m – коэффициент гидравлического сопротивления одной секции скоростного подогревателя ГВС (принимается равным 0,75 при длине секции 4м);

n_п – число секций подогревателя;

w_тр – скорость движения воды в трубках подогревателя без учета их зарастания.

Потери давления в счетчике холодной воды ВСХ – 15 при G_ч=1,41м³/ч, равны Н_сч=20кПа=2,0м.

Потери давления в фильтре составят Н_ф=0,96м.

Потери давления, м, по длине водомерного узла определяются по формуле:

где λ – коэффициент гидравлического сопротивления трению;

L – длина водомерного узла, м;

V – скорость теплоносителя, м/с;

g – ускорение свободного падения, м/с²;

d – диаметр трубопровода водомерного узла, м.

Скорость теплоносителя , м/с, определяется по формуле:

где G_ч – количество теплоносителя, м³/с;  – площадь поперечного сечения трубы, м²:

Коэффициент гидравлического сопротивления трению:

где Re – число Рейнольдса.

Число Рейнольдса определяется по формуле:

где V – скорость теплоносителя, см/с;

d – диаметр трубопровода водомерного узла, см;

γ=0,004 см²/с – кинематическая вязкость воды.

Потери давления, м, на сжатие потока определяется по формуле:

где ς_к – значение местного сопротивления.

Потери давления, м, на расширение потока определяются по формуле:

где ς_д – значение местного сопротивления.