Главная

Категории:

ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника






Определение расходов сетевой воды


Расход сетевой воды рассчитывается для каждой тепловой нагрузки абонентского ввода и суммарный на абонентском вводе. Расход сетевой воды определяется выбранным законом регулирования и схемой присоединения установок горячего водоснабжения.

Параллельная схема ГВС

, (3.1)

, (3.2)

, (3.3)

, (3.4)

, (3.5)

Значение температуры сетевой воды поле подогревателя горячего водоснабжения принять равным . Размерность расходов .

Двухступенчатая последовательная схема ГВС

, (3.6)

, (3.7)

, (3.8)

, (3.9)

Абонент А

Абонент B

Абонент C

Абонент D

Результаты расчета сведены в таблицу.

Таблица 5

Абонент
A 13,6 13,6
B 10,9 10,9
C 7,15 9,0 3,02 19,2
D 4,45 2,52 6,97

 

Для параллельной схемы ГВС в таблице следует указать значения , , , , .

 

Гидравлический расчет тепловой сети

Провести нумерация узловых точек тепловой сети (нумерация произвольная, кроме нулевой точки, которой считается источник теплоты). Определить расходы теплоносителя на каждом участке тепловой сети.

Гидравлический расчет начинается с выбора расчетного направления, то есть направления от точки 0 до одного из концевых абонентов. Расчетным направлением считается направление с наибольшей длиной. Для двухтрубной водяной СТС должен быть задан располагаемый напор в узловой точке 0 и располагаемые напоры на концевых абонентских вводах , которые определяются схемой присоединения установок ГВС. Для параллельной схемы ГВС следует принять =10м, а для двухступенчатой последовательной схемы =15м. Определяется удельное падение давления направления 0-k

, (4.1)

где - средняя плотность воды подающей и обратной линий тепловой сети, - ускорение свободного падения.

Проводится гидравлический расчет участка 0-1. Считается, что .

Расчет внутреннего диаметра трубопровода участка проводится по формуле

. (4.2)

где - доля местных потерь, которая при отсутствии информации о виде местных сопротивлений и их распределении по трассе определяется по формуле

, (4.3)

Далее по таблицам определяется стандартный (ближайший больший) диаметр трубопровода и с этим диаметром рассчитываются удельные линейные потери давления и падение напора на участке тепловой сети

, (4.4)

, (4.5)

где , – длина и диаметр участка тепловой сети, .

Располагаемый напор в конце участка .

Аналогично проводится расчет следующего участка расчетного направления, заменяя индекс 0 на 1. При этом также предполагается, что удельная потеря давления на участке такая же, как на оставшемся расчетном направлении. Для сложных ответвлений следует найти расчетное направление и провести расчет участков этого направления.

Схема исходной тепловой сети дана на рис. 3. Расчетное направление – это направление 0-1-2-3. Участки этого направления рассчитываются в первую очередь (3участка). Ответвление от точки 1 является сложным. Для него расчетное направление 1-4-5 (2 участка). Затем рассчитывается простое ответвление 4-6. Дается таблица исходных данных с последующим заполнением полученными результатами расчета.

Таблица 6

участок
0-1 50,67 0,202 135,6 8,1 43,8
1-2 24,5 0,150 173,3 5,94 31,9
2-3 13,6 0,118 139,0 6,2 19,5
1-4 26,17 0,149 197,7 6,8 30,2
4-5 19,2 0,131 106,4 3,61
4-6 6,97 0,082 7,33 15,5

 

 

Участок 0-1

- стандартный диаметр

Участок 1-2

- стандартный диаметр

Участок 2-3

- стандартный диаметр

Участок 1-4

- стандартный диаметр

Участок 4-5

- стандартный диаметр

Участок 4-6

- стандартный диаметр

По результатам расчета строится пьезометрический график (алгоритм построения дан в лекциях). Учесть, что для водогрейных котлов допустимый напор по условию невскипания сетевой воды на выходе из котлов составляет . Результаты построения даны на рис. 3.

Выбор оборудования теплового пункта и источника теплоты

Расчеты водоструйного насоса (элеватора) и теплообменников бытового ГВС проводятся только для типового абонента. Для источника теплоты выбирается сетевой насос.

Элеватор

Цель расчета: определить номер стандартного элеватора конструкции ВТИ–Теплосеть Мосэнерго [4], диаметры выходного сечения сопла элеватора и цилиндрической камеры смешения типового абонента. Исходные данные: расход сетевой воды в системе отопления , потеря напора в отопительной системе , располагаемый напор на типовом абонентском вводе , коэффициент смешения элеватора .

Для расчета неоптимального элеватора (с полным использованием располагаемого напора на абонентском вводе) решается квадратное уравнение

. (5.1)

Из двух полученных значений выбирается меньшее значение и с ним выполняется дальнейший расчет. Выходное сечение сопла элеватора определяется по формуле

. (5.2)

где , и - площади выходного сечения сопла элеватора и цилиндрической камеры смешения, - коэффициент скорости сопла, - плотность воды при температуре , .

Рассчитать и характеристики элеватора , . Если значение >59мм или >27мм, необходимо выбрать несколько параллельно соединенных элеваторов. Для этого рассчитать . Выбрать из этих значений большее, округлить до ближайшего целого, обозначить полученное значение n. Определить новые значения и , номер стандартного элеватора (по ближайшим большим значениям , ), потери напора в элеваторе и в отопительной системе, используя уравнения

, (5.3)

, (5.4)

. (5.5)

Исходные данные типового абонента: (таблица 5), (таблица 6), . Плотность воды при температуре равна . Примем .

.

Решается уравнение ,

, , поэтому определяем число параллельно работающих на абонентском вводе элеваторов . Выбираем .

Расход через один элеватор . Новые значения , . Выбираем элеватор №7 со значениями и .

Уточняем значения, принятые в исходных данных: , ,

, .

Полученное значение меньше принятого в исходных данных, что подчеркивает правильность проведенных расчетов. Для согласования полученного значения с принятым значением исходных данных необходимо на выходе из элеватора поставить шайбу, рассчитанную на значение .

Водо-водяные подогреватели

Подготовить исходные данные для проектного расчета подогревателя системы бытового ГВС типового абонента (исходные данные соответствуют точке ).

Параллельная схема ГВС. Исходные данные , , , , . Расход сетевой воды типового абонента , а расход местной воды определяется по формуле

. (5.6)

Двухступенчатая последовательная схема ГВС.

Расчет первой ступени проводится по балансовой нагрузке горячего водоснабжения

. (5.7)

Расчетный расход сетевой воды . Расход определяется по формуле (5.6) при значении . Температуры , , определяются температурным графиком регулирования (таблица 3).

Расчет второй ступени проводится по максимальной нагрузке ГВС.

, (5.8)

Расход нагреваемой воды определяется по формуле (5.6) при значении . Корректируются температуры

, (5.9)

. (5.10)

Представим алгоритм проектного расчета теплообменника модульной конструкции фирмы САТЭКС.

1. Определить средний логарифмический температурный напор , средние температуры теплоносителей , и по таблицам [1] найти средние плотности , . Рассчитать теплофизические комплексы теплоносителей .

2. Задаться скоростью воды в трубках и определить проходное сечение трубного пространства. По таблицам [5] выбрать наружный диаметр корпуса подогревателя (ближайший больший по значению ). Уточнить значения скоростей потоков, используя значения проходных сечений трубного и межтрубного пространства стандартного теплообменника

, (5.11)

3. Определить коэффициенты теплоотдачи потоков и коэффициент теплопередачи при наличии карбонатных отложений на внутренних стенках трубок и с учетом новой конструкции теплообменной поверхности

, (5.12)

, (5.13)

где – внутренний диаметр трубок, - эквивалентный диаметр межтрубного пространства [5], - толщина карбонатных отложений (при отсутствии информации о качестве водопроводной воды принять =0,0001м), .

Определить расчетную поверхность теплообмена

(5.14)

и выбрать стандартный теплообменник (длина секций , число секций ).

4. Провести гидравлический расчет по формулам

, , (5.15)

где коэффициенты , при длине трубок и , при длине трубок .

Первая ступень ГВС

Исходные данные (из таблиц 2, 3, 4): , ,

, , , .

,

- это значение соответствует .

Из таблиц: .

Выбираем подогреватель ПВ-219-4-Р-БП-2-Уз (поверхность теплообмена , длина секции 4м, количество секций в блоке 2).

Потери напора:

Вторая ступень ГВС

Исходные данные из таблиц 2, 3, 4: , , , .

,

.

- это значение соответствует .

Из таблиц: .

Выбираем подогреватель ПВ-273х2-Р-БП-3-Уз (поверхность теплообмена , длина секции 2м, количество секций в блоке 3,).

Потери напора:

 

Сетевые насосы

Выбор сетевых насосов выполняется по двум характеристикам: объемной подаче и создаваемому напору . Проектная производительность сетевых насосов соответствует суммарному расчетному расходу сетевой воды на участке 0-1 тепловой сети. Определить объемную подачу воды насосом Исходная информация дается в виде располагаемого напора на коллекторах источника . Определить рабочий напор сетевых насосов ( - потеря напора в водогрейных котлах).

Технические данные насосов даны в таблицах [3], [4]. Рабочая характеристика насоса дается несколькими точками зависимости , которая соответствует номинальному режиму работы насоса. Визуально определяется тип насоса, используя попадание величины в заданный табличный интервал изменения напоров насоса. Далее определяется соответствие расхода и значений объемной подачи насосов, заданных таблицей. Это приводит к выбору одного или нескольких насосов, соединенных параллельно.

Исходные данные: - таблица 6, - техническое задание. Примем потерю напора (уточняется после выбора типа водогрейных котлов).

=60+20=80м.

Из таблиц выбирается насос марки Д200-95 или два параллельно работающих насоса марки 4К-6. Определить сопротивление сети с учетом сопротивления источника теплоты . Построить гидравлическую характеристику насоса и гидравлическую характеристику тепловой сети (Рис.4). Точка пересечения двух характеристик определяет рабочую точку тепловой сети со значением напора . Проводится вертикаль . Точка пересечения вертикали с характеристикой насоса определяет необходимую точку работы тепловой сети со значением напора . Определить разность . Желательно, чтобы эта разность была бы положительной. Избыток напора можно погасить установкой дроссельной шайбы на выходе теплоносителя из источника теплоты. Если разность отрицательная, необходимо скорректировать пьезометрический график. Если вариантов выбора насосов несколько, окончательный выбор насоса осуществляется по минимальной величине мощности электродвигателя привода насосов (с учетом резервного насоса).

 

Тепловой расчет теплопроводов

Тепловые потери определяются по средней температуре теплоносителя подающей и обратной линий тепловой сети за отопительный период. Для определения этих величин используются данные регулирования тепловой нагрузки

, (6.1)

, (6.2)

где - продолжительность отопительного периода (определяется температурой ), - (определяется температурой ).

Расчет тепловых потерь проводится при заданных нормированных тепловых потерях подающей линии . Материал тепловой изоляции - пенополиуретан (ППУ) с коэффициентом теплопроводности . Расчеты проводятся с использованием относительной характеристики ( -диаметр наружного слоя изоляции, - наружный диаметр трубопровода).

Определить наружный диаметр трубопровода (при известном внутреннем диаметре , полученным гидравлическим расчетом из таблицы 6) по данным [1]. Суммарное термическое сопротивление при рассчитанном значении и заданном значении определяется по формуле

, (6.3)

где - температура среды, окружающей теплопровод.

Толщина тепловой изоляции определяется типом прокладки теплопровода, который указан в задании. После этого находятся удельные тепловые потери подающей , обратной линий и тепловые потери участка тепловой сети

, (6.4)

где - длина участка, , - доля местных тепловых потерь.

Объем теплоизоляционного покрытия для всей тепловой сети .

 

 

Надземная прокладка

Определить суммарное термическое сопротивление одиночного теплопровода по формуле (6.3) и характеристику

, (6.5)

где - коэффициент теплоотдачи к окружающему воздуху, - средняя скорость ветра в течение отопительного периода, в уравнении (6.3) - средняя температура наружного воздуха за отопительный период [1].

Уравнение (6.5) решается методом простой итерации с начальным приближением . Определяется толщина тепловой изоляции . Значение , а определяется по формуле

. (6.6)

Тепловые потери участка определяются по формуле (6.4) при значении .

Подземная бесканальная прокладка

Определить суммарное термическое сопротивление одиночного теплопровода по формуле (6.3) и характеристику

. (6.7)

где - коэффициент теплопроводности грунта, - глубина заложения оси теплопровода, в уравнении (6.3) - температура грунта на оси заложения теплопровода .

Уравнение (6.7) решается методом простой итерации с начальным приближением . Определяется толщина тепловой изоляции и удельные тепловые потери одиночного теплопровода

, (6.8)

Теплопроводы оказывают влияние друг на друга, поэтому в расчеты вводится дополнительное сопротивление

, (6.9)

где - расстояние между осями труб (задаться ).

Рассчитать реальные удельные тепловые потери

, (6.10)

Тепловые потери участка тепловой сети определяются по формуле (6.4) при значении .

Подземная канальная прокладка

Определить суммарное термическое сопротивление одиночного теплопровода по формуле (6.3) и характеристику

. (6.11)

где (естественная конвекция воздуха), - термическое сопротивление канал-грунт, которое вычисляется по формуле

, (6.12)

где , и - внутренние размеры канала, , - толщина стенки и коэффициент теплопроводности стенок канала , , ; , , в уравнениях (6.3) - температура грунта на оси заложения теплопровода .

Уравнение (6.11) решается методом простой итерации с начальным приближением . Определяется толщина тепловой изоляции и температура воздуха в канале

. (6.13)

Удельные тепловые потери

, (6.14)

Тепловые потери участка тепловой сети определяются по формуле (6.4) при значении .

Полученные тепловые потери участков суммируются и определяются тепловые потери всей тепловой сети.

 

Из таблицы 3: , , , , .

Надземная прокладка

- средняя температура наружного воздуха за отопительный период (для различных городов дана в [1]), - средняя годовая скорость ветра (принято).

Суммарное термическое сопротивление одиночного теплопровода подающей линии

.

Решается уравнение (6.6) для каждого участка тепловой сети. Удельные тепловые потери постоянны для всех участков тепловой сети

- участок 0-1.

Результаты расчетов сведены в таблицу (получены по компьютерной программе).

 

Участок
0-1 1,238 26,1 85,1
1-2 1,234 18,6 51,0
2-3 1,231 15,3 68,1
1-4 1,234 18,6 51,0
4-5 1,234 18,6 51,0
4-6 1,221 9,8 34,0

 

Суммарные тепловые потери тепловой сети . Объем тепловой изоляции

Подземная бесканальная прокладка

Для расчетов принято:

Последнее изменение этой страницы: 2016-07-23

headinsider.info. Все права принадлежат авторам данных материалов.