Расчет системы горячего водоснабжения жилого дома - Курсовая работа

В процессе выполнения курсовой работы кроме данных приведенных в задании потребуются следующие данные, для расчета принимаемые по указаниям /3/ и рекомендациям ГОСТ 51232-98, СНИП 2.04.01 - 85, СНИП 41-02-2003, СП 41-101-95: 1) Нормы расхода горячей воды и вероятность действия водоразборных приборов; Рассчитаем вероятность действия водоразборных приборов на участках сети в час наибольшего водопотребления, Рч: (1) где - норма расхода горячей воды на 1 человека в час наибольшего водопотребления, л/ч; принимаемая по /4/ и равная в данном случае 10 л/ч.

В процессе выполнения курсовой работы кроме данных приведенных в задании потребуются следующие данные, для расчета принимаемые по указаниям /3/ и рекомендациям ГОСТ 51232-98, СНИП 2.04.01 - 85, СНИП 41-02-2003, СП 41-101-95: 1) Нормы расхода горячей воды и вероятность действия водоразборных приборов;

2) Значения безразмерных коэффициентов ?,?";

3) Удельная тепловая характеристика здания;

4) Климатические характеристики района строительства по параметрам Б;

5) Технические характеристики повысительных насосов, счетчиков горячей воды, водо-водяных подогревателей, циркуляционных насосов, фильтров механической очистки, средние значения коэффициента местного сопротивления для конфузоров и для диффузоров (?к и ?д)

Используя данный перечень исходных данных производим расчеты и графические построения согласно порядку приведенному в содержании.

1. Выбор системы горячего водоснабжения

При закрытой системе теплоснабжения и отсутствии центрального теплового пункта (ЦТП) необходимо установить подогреватель ГВС в МТП. Схема трубопроводов системы ГВС - с нижней разводкой (здание без чердака, с подвалом). Все стояки одинакового назначения принимаются диаметрами: водоразборные 25 мм., циркуляционные 15 мм. Полотенцесушители подключаются к подающим стоякам, выпуск воздуха через краны приборов верхнего этажа. Трубопроводы прокладываются с уклоном 0,002 … 0,005. Расчетную температуру горячей воды, принимаем за подогревателем тг=60°С, а в точках водоразбора тводр=50°С. На основании исходных данных (план этажа и подвала) производим компоновку оборудования МТП и построение аксонометрической схемы трубопроводов системы ГВС и МТП (см. графическую часть). В настоящей работе принимаем, что в однокомнатной квартире проживают 2 человека, в двухкомнатной 3 человека, в трехкомнатной 4 человека.

2. Тепловой баланс системы. Выбор схемы присоединения подогревателей для СГВ

Рассчитаем вероятность действия водоразборных приборов на участках сети в час наибольшего водопотребления, Рч: (1) где - норма расхода горячей воды на 1 человека в час наибольшего водопотребления, л/ч; принимаемая по /4/ и равная в данном случае 10 л/ч.;

- секундный расход воды одним прибором, принимается по /4/ и равный 0,2 л/с;

- общее количество водоразборных приборов в здании, шт. (в данном случае 96 шт.);

- количество водопотребителей в здании, чел.(в данном случае 104 человек);

По формуле (1) получим:

Тогда произведение , следовательно значение коэффициента ? = 1,84 (по таблице В2 из /3/)

Определим часовой расход воды в час наибольшего потребления, : (2) где - часовой расход воды санитарно-технических приборов системы в целом, л/ч (по /4/ он равен 200 л/ч);

- коэффициент, определяемый в зависимости от общего числа приборов N и вероятности их действия системы в целом Рч.

По формуле (2) получим:

Определим максимальный часовой расход теплоты на ГВС, КВТ: (3)

где - см. формулу (2);

- плотность воды, которую допускается принять равной 1000 кг/м3;

с - удельная теплоемкость воды, равная 4,186 КДЖ/(кг•°С);

- средняя температура воды в водоразборных стояках системы ГВС, принимаемая равной 55 °С;

- температура холодной воды, которая принимается в соответствии с заданием на проектирование, а при отсутствии данных она принимается равной 5°С;

- соответственно потери теплоты в подающих и циркуляционных стояках системы ГВС, КВТ; но т.к. при проектировании системы ТС диаметры и длины трубопроводов ГВС еще неизвестны, поэтому сумму ориентировочно оценивают коэффициентом 1,06.

По формуле (3) получим:

Средний часовой расход теплоты на ГВС: (4)

Рассчитаем расчетный расход теплоты на отопление, КВТ: (5) где - поправочный коэффициент для жилых и общественных зданий, равный:

а = 0,54 22/(тср - тн) (6)

- удельная тепловая характеристика здания, Вт/(м3 К), (таблица П3.4 из /3/);

V - наружный объем здания, м3;

тср - средняя температура наружного воздуха в помещениях здания, °С (принимается для жилых зданий 19°С);

тно - расчетная температура наружного воздуха, принимаемая равной температуре холодной пятидневки по параметрам Б, °С (таблица В.5 из /3/).

По формуле (6) поправочный коэффициент для жилых и общественных зданий равен: а = 0,54 22/(19 - (-39)) = 1,64

По формуле (5) расчетный расход теплоты на отопление, КВТ:

Относительный расход теплоты на ГВС определяем по формуле: (7) где - то же, что в формулах (3) и (5) соответственно.

По формуле (7) имеем:

При ? 1,2 применяется параллельная схема присоединения подогревателей ГВС; 0,2 < ? < 1,2 применяются двухступенчатые последовательные и смешанные схемы. Однако, если расход теплоты на систему ГВС не превышает 2 МВТ, то к установке следует принимать параллельную схему подключения подогревателей горячей воды независимо от числового значения .

Так как в данном случае, ? > 1 то к установке принимаем параллельную схему присоединения подогревателей ГВС (см. графическую часть).

Определим значения расчетных расходов сетевой воды на отопление, ГВС и суммарный расход сетевой воды

Расчетные расходы сетевой воды кг/ч, при качественном регулировании отпуска теплоты в закрытых системах теплоснабжения определяется по соотношениям: - на отопление

(8)

- средний расход сетевой воды на ГВС при параллельной схеме

(9)

- максимальный расход сетевой воды на ГВС при параллельной схеме

(10)

- суммарный расчетный расход сетевой воды

(11) где, ?1, ?2 - температура сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети при температуре наружного воздуха, соответствующей расчетной температуре для системы отопления, °С (в данном случае, согласно заданию, ?1=135°С, а ?2=70°С);

?1", ?2" - температура сетевой воды в подающем трубопроводе и после параллельно включенных подогревателей ГВС при температуре наружного воздуха, соответствующей точке излома температурного графика (рекомендуется принимать ?1"= 70 °С, ?2" =30 °С);

k3 - коэффициент запаса, учитывающий долю среднего расхода воды на ГВС. При 100 МВТ, k3 = 1);

- то же, что в формулах (3), (4), (5).

По формулам (8) - (11) получим:

3. Расчет секундных расходов горячей воды

В зависимости от степени благоустройства здания установлены нормы расхода горячей воды /4/. Однако ввиду периодичности потребления фактический расход воды может значительно отличаться от нормативного, поэтому гидравлический расчет трубопроводов системы ГВС производят по фактическим секундным расходам, которые принимаются за расчетные.

Расчетный секундный расход горячей воды, л/с, на участках трубопровода определяется по формуле: Gc = 5·q·? (12) где q - расход горячей воды одним водоразборным прибором в л/с (таблица П.3.1 из /3/). Если на расчетных участках установлены различные по производительности водоразборные приборы, то следует значение q принимать для прибора, расход горячей воды для которого наибольший;

? - безразмерная величина (таблица В.2, В.3);

На аксонометрической схеме трубопроводов выделяем расчетную, т.е. наиболее протяженную и загруженную магистраль, которая начинается в точке присоединения наиболее высоко расположенного водоразборного прибора к самому удаленному от подогревателя стояку (см. графическую часть - магистраль 1-12). Все остальные подводящие трубопроводы и водоразборные стояки считаются ответвлениями. Результаты расчета секундных расходов воды на каждом расчетном участке приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Расчет секундных расходов горячей воды

Участок № Колво водоразб.приборов N,чел Колво потребителей U,чел. U/N Расход воды, л/с Вероятность действия прибора Р N·Р ? Секундный расход воды Gc, л/с q,л/с qч,л/с qч/q,л/с

1-2 1 4 4 0,14 7,90 56,43 0,06 0,06 0,289 0,202

2-3 2 4 2 0,2 10 50,00 0,03 0,06 0,289 0,289

3-4 3 4 1,33 0,2 10 50,00 0,02 0,06 0,289 0,289

4-5 3 4 1,33 0,2 10 50,00 0,02 0,06 0,289 0,289

5-6 6 8 1,33 0,2 10 50,00 0,02 0,11 0,343 0,343

6-7 9 12 1,33 0,2 10 50,00 0,02 0,17 0,449 0,449

7-8 12 16 1,33 0,2 10 50,00 0,02 0,22 0,449 0,449

8-9 24 28 1,17 0,2 10 50,00 0,02 0,48 0,61 0,610

9-10 36 36 1,00 0,2 10 50,00 0,02 0,72 0,803 0,803

10-11 48 52 1,08 0,2 10 50,00 0,02 0,96 0,940 0,940

11-12 96 104 1,08 0,2 10 50,00 0,02 1,92 1,434 1,434

4. Расчет циркуляционных расходов горячей воды

Для определения циркуляционных расходов выполним расчет потерь теплоты в магистральных трубопроводах и водоразборных стояках.

(13)

Qпот - тепловые потери расчетного участка, Вт;

? - число «пи» равное 3,14;

dн - наружный диаметр неизолированной трубы участка, м;

? - фактическая длина расчетного участка, м;

k - коэффициент теплопередачи неизолированного трубопровода, принят равным 10,63 Вт/(м2·°С);

тср - средняя температура воды в СГВ, равна 55 °С;

токр - температура окружающего трубу воздуха: в подвале здания равна 5 °С, а в ванной комнате равна 25 °С;

? - коэффициент полезного действия изоляции, принят равным 0,7 для изолированных участков, а для неизолированных выражение (1 - ?) в формуле не участвует.

Полотенцесушитель:

Этажестояк не изолированный:

Подводка к стояку в подвале изолированная:

Суммарные потери теплоты в стояке через 4 этажа и одну подводку

(14)

Необходимый циркуляционный расход: (15)

Qпот - тепловые потери, Вт;

?- плотность воды, принимается равной 1000 кг/м3;

с- теплоемкость горячей воды, принимается равной 4,2 КДЖ/кг•К;

тг - температура горячей воды на выходе из подогревателя, принимается равной 60 °С;

тразб - температура горячей воды у водоразборных приборов, принимается равной 50 °С.

Подставляя значения в формулу (15) получаем: кг/ч

Аналогично рассчитываются циркуляционные расходы на других стояках, результаты расчета представлены в таблице 2.

Таблица 2- Расчет циркуляционных расходов горячей воды

Участок № Наружный диаметр dн,м ?·k Темпер.напор ?t,?С Длина участка ,м 1-? Потеря тепла Qп,Вт Циркул. расход Gц,л/с

Потери теплоты в стояках 1,2,3,4,5,6,7,8 и в подводке

Полотенцесушитель 0,032 33,38 30 2,5 1 80,1

Этажестояк 0,025 33,38 30 3 1 75,1

Участок 7-а 0,025 33,38 50 3,61 0,3 45,2

Теплопотери в стояке 620,8

Теплопотери в стояке с подводкой 666,0 0,016

Потери теплоты в магистрали к стояку Г.ст 8

Участок а-8 0,032 33,38 50 3,18 0,3 51,0 0,001

Участок 8-9 0,032 33,38 50 6,78 0,3 108,7 0,003

Участок 9-10 0,032 33,38 50 2,78 0,3 44,5 0,001

Участок 10-11 0,032 33,38 50 8,85 0,3 141,8 0,003

Участок 11-12 0,032 33,38 50 3,15 0,3 50,4 0,001

Всего: 396,4 0,009

Потери теплоты в магистрали к стояку Г.ст 1

Участок 11-Г.ст 1 0,032 33,38 50 18,95 0,3 303,6 0,007

Всего потерь теплоты: ?QI=693,6·8 396,4 303,6=6248,8

Gц=6248,8/4,2·1000·(60-50)=0,149 л/с

5. Гидравлический расчет трубопроводов

Гидравлический расчет начинается с расчета главного циркуляционного кольца- самого протяженного через стояк 8. Затем рассчитываем ответвления от этого контура к присоединенным стоякам 7, 6 и 5. Располагаемый напор в контуре определяется по формуле

Нр=Нв-Нгеом-?Н-Нсв

Нв- напор воды на вводе в здание, м;

Нгеом- геометрическая высота подачи воды от оси трубопровода, подающего холодную воду, до оси наиболее расположенного прибора, м;

?Н- сумма потерь напора в системе ГВС здания, которая складывается из потерь в тепловом узле здания и системе трубопроводов, м;

Нсв- свободный напор, м, принимается равным 2 м для раковин, моек, смесителей умывальников и 3 м для смесителей ванн и душевых кабинок.

Нр= 8-15,9-32,1-3=-42,2 м

Т.к. напор в системе ГВС превышает располагаемый напор на величину 42,2 м, то необходимо установить повысительный насос.

Повысительный насос подбирается по расходу воды в системе Gч=4,374 м3/ч и по напору который в данном случае равен 42,2 м- насос марки GRE 5 с подачей 5 м3/ч, максимальное давление 24 бар и КПД 66%.

Расчет кольца через стояк 7: Нр=4, 07 м

Невязка: < 10%

Нет необходимости установки дроссельной диафрагмы.

Расчет кольца через стояк 6: Располагаемый напор: Нр=4,07 0,488 0,057=4,615 м

Невязка: < 10%

Нет необходимости устанавливать дроссельную диафрагму.

Расчет кольца через стояк 5: Располагаемый напор: Нр=4,615 0,283 0,017=4,915 м

Невязка: < 10%

Нет необходимости устанавливать дроссельную диафрагму.

Результаты расчета приведены в таблице 3.

Таблица 3- Гидравлический расчет трубопровода

Участок № Расход воды, л/с Длина участка l, м Диам.трубы d, мм Скорость воды w, м/с Удельные потери напора i, мм Потери напора ?Н, м Примечание

Горячей Gc Циркул Gц Gc Gц Действ длина l,м Эквив.длина lэ,м Расчетная длина lp,м

12-11 1,259 0,001 1,260 3,15 0,63 3,77 40 1 90 0,340

11-10 0,86 0,003 0,863 8,85 1,77 10,62 32 1,2 150 1,594

10-9 0,742 0,001 0,743 2,78 0,56 3,33 32 0,8 85 0,283

9-8 0,61 0,003 0,613 6,78 1,36 8,14 32 0,8 60 0,488

8-7 0,449 0,003 0,452 8,99 1,80 10,79 25 1 190 2,050 4,07

7-6 0,449 0,004 0,453 3 1,50 4,50 25 1 190 0,855

6-5 0,343 0,004 0,347 3 1,50 4,50 25 0,6 80 0,360

5-4 0,289 0,004 0,293 6,3 3,15 9,45 25 0,55 60 0,567

Ц.ст 8 0,004 0,004 14,5 2,90 17,40 15 0,15 9 0,157

7"-8" 0,003 0,003 9,67 1,93 11,60 15 0,14 7 0,08

8"-9" 0,003 0,003 6,78 1,36 8,14 15 0,14 7 0,057

9"-10" 0,001 0,001 2,78 0,56 3,33 15 0,12 5 0,017

10"-11" 0,003 0,003 8,85 1,77 10,62 15 0,14 7 0,074

11"-12" 0,001 0,001 3,15 0,63 3,77 15 0,12 5 0,019

6,9

Расчет кольца через стояк 7

8-Г.ст 7 0,61 0,003 0,613 3,61 0,72 4,33 25 1,5 400 1,733 3,702

Г.ст 7-Ц.ст 7 1,94

Ц.ст 7-8" 0,003 0,003 3,61 0,72 4,33 15 0,14 7 0,030

Расчет кольца через стояк 6

9-Г.ст 6 0,742 0,001 0,743 3,61 0,72 4,33 25 1,7 550 2,383 4,344

Г.ст 6-Ц.ст 6 1,94

Ц.ст 6-9" 0,001 0,001 3,61 0,72 4,33 15 0,12 5 0,022

Расчет кольца через стояк 5

10-Г.ст 5 0,86 0,003 0,863 3,61 0,72 4,33 25 1,8 600 2,598 4,568

Г.ст 5-Ц.ст 5 1,94

Ц.ст 5-10" 0,003 0,003 3,61 0,72 4,33 15 0,14 7 0,030

6. Выбор водомера

Счетчик расхода воды в закрытых системах теплопотребления устанавливают на вводе трубопровода в здание до подогревателя ГВС с обязательным устройством обводного трубопровода с запорным устройством.

К установке на вводе трубопровода холодной воды в здание принимаем счетчик холодной воды крыльчатого типа ВСХ.

Gч=4,374 м3/ч, значит принимаем ВСХ 20 с диаметром DV=20 мм.

7 Расчет водоподогревателя

1. Оптимальное соотношение числа ходов для греющей Х1 и нагреваемой Х2 воды в теплообменнике:

Gнаг - расход нагреваемой воды, кг/ч;

Gгре - расход греющей воды, кг/ч;

?pгре - потери давления по греющей воде, КПА;

?pнаг - потери давления по нагреваемой воде, КПА;

тнагср - средняя температура нагреваемой воды, °С;

тгреср - средняя температура греющей воды, °С.

Для рассчитываемого теплообменника: Gнагр = 4374 кг/ч, как определено в записки

Gгре = 5796,4 кг/ч, как определено в записки

?pгре=40 КПА

?pнаг=100 КПА тнагср = 30 °С тгреср = 50 °С

=0,6 < 2- симметричная компоновка теплообменника, т.е. число каналов для греющей воды равно числу каналов для нагреваемой воды.

2. Требуемое число каналов для нагреваемой воды:

Gнаг - расход нагреваемой воды, кг/ч;

Wопт - оптимальная скорость воды в теплообменнике, м/с;

fk - площадь поперечного сечения одного канала, м2;

? - плотность воды, кг/м3.

Для рассчитываемого теплообменника: Gнаг = 4374 кг/ч, как определено записки

Wопт = 0,4 м/с fk = 0,00245 м2 для пластины 0,6р fk = 0,0011 м2 для пластины 0,3р ? = 1000 кг/м3

При пластинах 0,6р:

(принимается 1)

При пластинах 0,3р: (принимается 3)

3. Общее живое сечение каналов в пакете теплообменника: fгре = fнагр = мнаг· fk = 1 · 0,00245 = 0,00245 м2 (пластины 0,6р) fгре = fнагр = мнаг· fk = 3 · 0,0011 = 0,0033 м2 (пластины 0,3р)

4. Фактическая скорость греющей воды:

Wгрефкт - фактическая скорость греющей воды, м/с;

Gгре - расход греющей воды, кг/ч;

fгре - общее живое сечение каналов в пакете по греющей воде, м2;

? - плотность воды, кг/м3.

Для рассчитываемого теплообменника: Gгре = 5796,4 кг/ч, как определено в записки fгре = 0,00245 м2 для пластины 0,6р fгре = 0,0033 м2 для пластины 0,3р ? = 1000 кг/м3

Wгрефкт = 5796,4 : (3600 · 0,00245 · 1000) = 0,7 м/с (пластины 0,6р)

Wгрефкт = 5796,4 : (3600 · 0,0033 · 1000) = 0,5 м/с (пластины 0,3р)

5.Фактическая скорость нагреваемой воды:

Wнагфкт - фактическая скорость нагреваемой воды, м/с;

Gнаг - расход нагреваемой воды, кг/ч;

fнаг - общее живое сечение каналов в пакете по нагреваемой воде, м2;

? - плотность воды, кг/м3.

Для рассчитываемого теплообменника: Gнаг = 4374 кг/ч, как определено в записки fнаг = 0,00245 м2 для пластины 0,6р fнаг = 0,0033 м2 для пластины 0,3р ? = 1000 кг/м3

Wнагфкт = 4374 : (3600 · 0,00245 · 1000) = 0,5 м/с (пластины 0,6р)

Wнагфкт = 4374 : (3600 · 0,0033 · 1000) = 0,4 м/с (пластины 0,3р)

6. Коэффициент теплоотдачи от стенки к нагреваемой воде: ?1 = 1,16 · A · (23000 283 · тгреср - 0,63 · (тгреср)2) · (Wгрефкт)0,73 ?1 - коэффициент теплоотдачи от греющей воды на стенку пластины, Вт/(м2·°С);

A - коэффициент, зависящий от типа пластин;

тгреср - средняя температура греющей воды, °С;

Wгрефкт - фактическая скорость греющей воды, м/с.

Для рассчитываемого теплообменника: A = 0,492 (пластины 0,6р)

A = 0,368 (пластины 0,3р)

Wгрефкт = 0,7 м/с (пластины 0,6р), Wгрефкт = 0,5 м/с (пластины 0,3р), тгреср = 50 °С, ?1 = 15649 Вт/(м2·°С) (при пластинах 0,6р) ?1 = 9156 Вт/(м2·°С) (при пластинах 0,3р)

7. Коэффициент теплоотдачи от стенки к нагреваемой воде: водоснабжение подогреватель гидравлический трубопровод ?2 = 1,16 · A · (23000 283 · тнагср - 0,63 · (тнагср)2) · (Wнагфкт)0,73 ?2 - коэффициент тепловосприятия нагреваемой воды от стенки пластины, Вт/(м2·°С);

A - коэффициент, зависящий от типа пластин, принимаемый по Приложению 6;

тнагср - средняя температура нагреваемой воды, °С;

Wнагфкт - фактическая скорость нагреваемой воды, м/с.

Для рассчитываемого теплообменника: A = 0,492 (пластины 0,6р)

A = 0,368 (пластины 0,3р)

Wнагфкт = 0,5 м/с (пластины 0,6р), Wнагфкт = 0,4 м/с (пластины 0,3р), тнагср = 30 °С, ?2 = 10640 Вт/(м2·°С) (при пластинах 0,6р) ?2 = 6762 Вт/(м2·°С) (при пластинах 0,3р)

8. Коэффициент теплопередачи теплообменника:

k - коэффициент теплопередачи теплообменника, Вт/(м2·°С);

? - коэффициент, учитывающий уменьшение теплопередачи изза термического сопротивления накипи и загрязнений на пластине, в зависимости о качества воды принимается равным 0,7 ? 0,85;

?1 - коэффициент теплоотдачи от греющей воды на стенку пластины, Вт/(м2·°С);

?2 - коэффициент тепловосприятия нагреваемой воды от стенки пластины, Вт/(м2·°С);

?пл- толщина пластины, м;

?пл- коэффициент теплопроводности материала пластины, Вт/м·°С.

Для рассчитываемого теплообменника: ? = 0,8 ?1 = 15649 Вт/(м2·°С) (при пластинах 0,6р) ?2 = 10640 Вт/(м2·°С) (при пластинах 0,6р) ?1 = 9156 Вт/(м2·°С) (при пластинах 0,3р) ?2 = 6762 Вт/(м2·°С) (при пластинах 0,3р) ?ст = 0,001 м ?ст = 16 Вт/м·°С k = 3630 Вт/(м2·°С) (пластины 0,6р) k = 2503,1 Вт/(м2·°С) (пластины 0,3р)

9. Требуемая площадь поверхности нагрева теплообменника:

Ftp - требуемая площадь поверхности нагрева, м2;

Qгв - максимальная тепловая нагрузка СГВ здания, Вт;

k - коэффициент теплопередачи теплообменника, Вт/(м2·°С);

?tср - среднелогарифмический температурный напор теплообменника, °С.

?tср - среднелогарифмический температурный напор теплообменника, °С. ?1’ - температура греющей воды на входе в теплообменник, °С;

?3’ - температура греющей воды на выходе из теплообменника, °С;

tx - температур нагреваемой воды на входе в теплообменник, °С;

тг - температур нагреваемой воды на выходе из теплообменника, °С.

Для расчета принимаем: ?1’ = 70 °С ?3’ = 30 °С tx = 5 °С тг = 60 °С

= 16,3 °С

= 4,6 м2 (пластины 0,6р)

= 6,6 м2 (пластины 0,3р)

10. Количество ходов в теплообменнике: X = (Ftp fпл) : (2 · m · fпл)

Х - число ходов;

Ftp - требуемая площадь поверхности нагрева, м2;

fпл - площадь нагрева одной пластины, м2;

m - число каналов.

Для рассчитываемого теплообменника: При пластинах 0,6р: Ftp = 4,6 м2, как определено в записки;

fпл = 0,6 м2;

m = 1, как определено в записки

При пластинах 0,3р: Ftp = 6,6 м2, как определено в записки;

fпл = 0,3 м2;

m = 3, как определено в записки

X = (4,6 0,6) : (2 · 1 · 0,6) = 4,3 ? 5 (для пластин 0,6р)

X = (6,6 0,3) : (2 · 3 · 0,3) = 3,8 ? 4 (для пластин 0,3р)

11. Действительная поверхность нагрева: F = (2 · m · X - 1) · fпл

F = (2 · 1 · 5 - 1) · 0,6 = 5,4 м2 (при пластинах 0,6р)

F = (2 · 3 · 4 - 1) · 0,3 = 6,9 м2 (при пластинах 0,3р)

12.Количество пластин в теплообменнике: n = F : fпл n = 5,4 : 0,6 = 11 (пластин 0,6р) n = 6,9: 0,3 = 23 (пластина 0,3р)

13. Потери давления в теплообменнике:

ртер = ? · Б · (33 - 0,08 · тср) · (Wфкт) 1,75 · Х ртер - теряемое давление, КПА;

? - коэффициент, учитывающий образование накипи, для нагреваемой воды принимается равным 1,5 ? 2,0, а для греющей равным 1;

Б - коэффициент, зависящий от типа пластины;

тср - средняя температура воды, °С;

Wфкт - фактическая скорость воды, м/с;

Х - число ходов.

В рассчитываемом теплообменнике для нагреваемой воды: Wнагфкт = 0,5 м/с (пластины 0,6р), Wнагфкт = 0,4 м/с (пластины 0,3р), Б = 3 (для пластин 0,6р)

Б = 4,5 (для пластин 0,3р) ? = 1,5 тнагср = 30 °С

Х = 5 (пластины 0,6р), Х = 4 (пластины 0,3р), ртер0,6р = 1,5·3·(33 - 0,08·30) · 0,5 1,75 · 5 = 204,7 КПА ртер0,3р = 1,5·4,5·(33 - 0,08·30) · 0,4 1,75 · 4 = 166,2 КПА

Для греющей воды: Wгрефкт = 0,7 м/с (пластины 0,6р), Wгрефкт = 0,5 м/с (пластины 0,3р), Б = 3 (для пластин 0,6р)

Б = 4,5 (для пластин 0,3р) ? = 1 тгрср = 50 °С

Х = 5 (пластины 0,6р), Х=4 (пластины 0,3р), ртер0,6р = 1·3·(33 - 0,08·50) · 0,71,75 · 5 = 234,7 КПА ртер0,3р = 1·4,5·(33 - 0,08·50) · 0,51,75 ·4 = 153,3 КПА

В результате выбираем теплообменник типа 0,3р толщиной 0,8 мм, изготовленными из стали 12Х18Н10Т на консольной раме, с уплотнительными прокладками из теплостойкой резины марки 395. С компоновкой для аппарата 0,3р.

8 Расчет потерь давления в тепловом узле

Потери давления в тепловом узле складываются из потерь давления в подогревателе и сужающемся устройстве

Потери в сужающемся устройстве

Нсч- потери давления в счетчике, принимаются по диаграмме 70МПА=7м; Нф- потери давления в фильтре, принимаются по диаграмме, 3м;

Hl- потери давления по длине сужающегося устройства;

Нк- потери давления на сжатии потока (конфузор),м;

Hg- потери давления на расширении потока (диффузор),м

Потери давления по длине сужающегося устройства определяются по формуле: Hl=?•L•V2/2•g•d

V- скорость теплоносителя, м/с;

?- коэффициент гидравлического сопротивления трению;

L- длина сужающегося устройства, м;

d- диаметр сужающегося устройства, м

Скорость теплоносителя, м/с, определяется по формуле: V=Gч/S

Gч- количество теплоносителя, м3/ч

S- площадь поперечного сечения трубы, м2

S=?•d2/4=3,14•0,022/4=0,314•10-3 м2

V=1,215•10-3/0,314•10-3=3,9 м/с ?=0,3146•Re-0,25

Re- число Рейнольдса

Число Рейнольдса определяется по формуле: Re= V•d/? ?=0,004 см2/с - кинематическая вязкость воды

Re=3,9•20/0,004=19500 ?=0,3146•19500-0,25=0,027

Тогда Hl будут равны: Hl= 0,027•0,5•3,92/2•10•0,02=0,513 м

Потери давления на сжатие потока: Нк=?к•V2/2•g ?к- коэффициент местного сопротивления, выбирается по номограмме для переходного конуса 12,50, ?к= 0,36

Нк=0,36•3,92/2•10=0,27 м

Потери давления на расширении потока: Нд=?д•V2/2•g ?к- коэффициент местного сопротивления, выбирается по номограмме для переходного конуса 12,50, ?д= 0,23

Нд=0,23•3,92/2•10=0,17 м

Подставляя все полученные значения в формулу потерь давления в сужающемся устройстве:

Потери давления в тепловом узле:

9 Подбор циркуляционных насосов

Производительность циркуляционного насоса рассчитывается по формуле

Gцн=( Gc Gц)•0,15 Gц

Gц- циркуляционный расход, кг/с;

Gc- секундный расход, кг/с

Gцн=(1,259 0,149)•0,15 0,149=0,36 кг/с

Подбираем насос ЦВЦ 16,0-6,7, с подачей 0,8-25 кг/с, напором 7,7-4 м, мощностью электродвигателя 0,35-0,845 Вт и общим КПД 41 %.

Устанавливается два нососа, один из которых резервный.

1. Мансуров Р.Ш., Гребнев Д.В. Система горячего водоснабжения жилого дома. Методические указания по написанию курсовых работ. - Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ, 2006.

2. СНИП 2.04.01-85*. Внутренний водопровод и канализация зданий.

3. СП 41-101-95. Проектирование тепловых пунктов.

4. Козин В.Е. Теплоснабжение. Учебное пособие для студентов вузов.- М.: Высшя школа, 1980.-408 с.

5. Хрусталев Б.М. Теплоснабжение и вентиляция. Курсовое и дипломное проектирование.- М.: АСВ, 2008.- 784с.

Размещено на .ru