1. Вихідні дані У роботі необхідно виконати техніко-економічне обгрунтування одного з двох порівняльних варіантів.
Порівняння можна проводити для однієї і тієї ж теплової потужності на гаряче водопостачання, що залежить від кількості мешканців, але можуть приєднуватися за різними схемами до теплової
мережі, наприклад:
1) Паралельну з паралельною, але в одному варіанті швидкість води всередині трубок прийняти 0,7 м / с, а в другому 1,5 м / с
2) Паралельну з двоступеневою змішаної, але швидкість всередині трубок прийняти однаковою 1м / с, для однієї і тієї ж теплової потужності.
3) Паралельну з двоступеневою послідовною, при тих же умовах, що і в п. 2.
При визначенні теплової потужності на опалення будівель, питома обсяг будинку, що припадає на одну людину дорівнює 50 ... 60 куб.м / чол
Тоді сумарний обсяг будинків по кожному варіанту можна визначити Vн = (50 ... 60) хm, куб.м
Параметр
| t, ˚ C
| m, чол
| Kr = f (U)
| а, л / чел.суткі
|
| 185
| 550
| -
| 90
|
2. Визначення розрахункового теплового потоку на потреби гарячого водопостачання. , Де
- Середньогодинної витрата теплоти на гаряче водопостачання
Кч - коефіцієнт годинної нерівномірності, приймається 2 ... 2,4
Среднечасовой витрата теплоти визначається
, Де
Кс - коефіцієнт добової нерівномірності, дорівнює 1,2 ... 1,3
m-число споживачів гарячої води
а-норма
витрати гарячої води на 1 людину на добу, приймається а = 80 ... 100 (л / чол) на добу
b-норма витрати з урахуванням громадських будівель, приймається 5 ... 20л/чел на добу
tr - температура гарячої води, tr = 55 ˚ C
tx3-температура холодної води, в зимовий час tx3 = +5 ˚ C
Тоді,
розрахунковий тепловий потік на потреби водопостачання
3. Вибір схеми приєднання водоподогревательной системи гарячого водопостачання Приєднання водоподогревательной системи гарячого водопостачання повинно визначатися
А) при
- За двоступеневою схемою;
Б) при
- По паралельній схемі
Максимальний часовий витрата теплоти на опалення визначається
, Де
qо - питома опалювальна характеристика
Vн - об'єм
будівлі по зовнішньому обміру
tвн - усереднена
розрахункова температура внутрішнього повітря в будівлі
tн.о. -
Розрахункова для опалення температура зовнішнього повітря
η - поправочний коефіцієнт на теплову характеристику, що залежить від
розрахункової для опалення температури зовнішнього повітря.
n-кількість будівель, приєднаних до даного
тепловому пункту.
4. Тепловий розрахунок опалювальної установки Приймемо варіанти
порівняння схем приєднання водопідігрівачів до теплової мережі: паралельну з паралельною, але в одному варіанті швидкість води всередині трубок прийняти 0,7 м / с, а в другому 1,5 м / с.
1) Витрата мережної води, що проходить через міжтрубний
простір підігрівача
, Де
С - теплоємність води, 4,19 кДж / (кг * град)
- Температура мережної води на вході в підігрівач (приймається по температурному графіку). Можна прийняти 70 ˚ С.
- Те ж на виході з підігрівача, приймається 30-35 ˚ С
2) Витрата водопровідної води, при максимальному навантаженні гарячого водопостачання
, Де tг - розрахункова температура води на гаряче водопостачання, приймається 60-65 ˚ С
Підбір типу водопідігрівача проводиться з таким
розрахунком, щоб швидкість води всередині трубок була в межах wmp = 0,8-1,5 м / с і загальні втрати тиску ΔРmp = 40 - 60 кПа. Візьмемо як водопідігрівачів:
У першому варіанті ОСТ 34-588-68 з довжиною підігрівача 2300, відношення зовнішнього та внутрішнього діаметра 76/69, живий перетин трубок 0,00108 кв.м, міжтрубний простір 0,00233 кв.м., поверхня нагріву однієї секції 0,65 кв.м, к-ть трубок 7.
У другому варіанті довжина підігрівача 2340, відношення зовнішнього та внутрішнього діаметра 89/82, живий перетин трубок 0,00185 кв.м, міжтрубний простір 0,00287 кв.м., поверхня нагріву однієї секції 1,11 кв.м., кількість трубок 12 .
3) Швидкість води всередині трубок
, Де ρ -
щільність води
Згідно з умовою, ми взяли два порівняльних варіанти: для першого швидкість води всередині трубок 0,7 м / с, у другому 1,5 м / с.
4) Швидкість мережної води в міжтрубному просторі
5) Середня температура мережної води
6) Середня температура підводного води
, Tг = 60 ˚ С, tх3 = 5 ˚ С
7) Коефіцієнт теплопередачі від мережевої води до зовнішньої
поверхні трубок
, Де
dе - еквівалентний діаметр міжтрубного простору.
8) Коефіцієнт тепловіддачі від внутрішньої поверхні трубок до водопровідної води
, Де
dmp - внутрішній діаметр трубок = 0,014 м
9) Коефіцієнт теплопередачі від мережевої до водопровідної води
, Де
m = 0,8-0,85 - коефіцієнт, що враховує
забруднення трубок
δmp = 0,001 - товщина стінки трубок
λmp-коефіцієнт теплопровідності латуні, приймається 104,7
10) Середній температурний напір у подогревателе
, Де
Δtδ, Δtм - більший і менший перепади температур в подогревателе
При противотоке
11) Необхідна поверхню нагріву підігрівача
, Де
- Максимальна витрата на гаряче водопостачання
12) Кількість
стандартних секцій підігрівача
5. Гідравлічний розрахунок підігрівача
Для секційних підігрівачів з внутрішнім діаметром трубок 0,014 м втрати тиску складуть
, Де
n-коефіцієнт, що враховує заростання трубок, можна прийняти рівним 4.
m - коефіцієнт гідравлічного опору однієї секції підігрівача, приймається 0,75.
Втрати тиску в міжтрубному просторі
А) Для I ступеня
Б) Для II ступеня
l - довжина секції підігрівача
λ -
коефіцієнт гідравлічного тертя, прийняти 0,04
Σξ - сумарний коефіцієнт місцевих втрат, можна прийняти 13,5
6. Баланс гідравлічних втрат Сумарні втрати тиску в системі гарячого водопостачання при харчуванні з міського водопроводу повинні підкорятися нерівності
Якщо сумарні втрати тиску перевищать располагаемое тиск ΔРр у водопроводі, то необхідна установка насосів.
7. Підбір підвищувальних і циркулярного насоса Необхідний тиск (напір) підвищувальних насоса визначається різницею між сумарними втратами тиску в системі гарячого водопостачання і розташовуваним тиском міського водопроводу.
З цього тиску і
розрахунковій витраті води підбирається насос.
Тиск, який повинен розвивати циркулярний насос, визначається
, Де
ΔР1 і ΔР2 - втрата тиску в подавальному і циркулярному трубопроводах.
ΔРтр.ц - втрата тиску в подогревателе при циркулярному витраті.
До установці приймають два насоси: робочий і резервний.
8. Техніко-економічна частина Таблиця 1. Порівняльні дані за двома варіантами приєднання водопідігрівача
№ варіанту
| ώтр, м / с
| F, кв.м
| ΔРтр, кПа
| ΔРм.тр, кПа
|
Варіант 1
| 1,29
| 5035
| 20466
| 87376
|
Варіант 2
| 0,75
| 7281
| 5906
| 25208
|
Для визначення капіталовкладень можна прийняти питому вартість
теплообмінника С = 90 ... 130 грн / кв.м
Тоді капіталовкладення
К1 = С * F1 = 100 * 5035 = 503500 грн
К2 = С * F2 = 100 * 7281 = 728100 грн
Приймаються перший варіант, тому що
розрахункова поверхня менше на 2246 кв.м. і капіталовкладень менше на 224616 грн.