Тепловой и гидравлический расчет горизонтальных многоходовых пароводяных подогревателей

Подогреватели горизонтальные пароводяные тепловых сетей (двух- и четырехходовые) по ОСТ 108.271.105 предназначены для систем отопления и горячего водоснабжения.

1. Поверхность нагрева пароводяных подогревателей F, м², определяется по формуле

(1)

где Q^sp — расчетная тепловая производительность водоподогревателя, Вт;

k — коэффициент теплопередачи водоподогревателя, Вт/(м² ×°C);

Dt_CP — расчетная разность температур между греющей и нагреваемой средами, °С.

2. Расчетная тепловая производительность водоподогревателя на отопление Q^Sh₀ или на горячее водоснабжение Q^SP_h определяется по прил. 2.

При этом, учитывая требования п. 4.8 настоящего свода правил, для каждого подогревателя расчетная производительность, определенная по прил. 2, делится на 2.

3. Коэффициент теплопередачи k:, Вт/(м² × °С) определяется по формуле

(2)

где a₂ — коэффициент теплоотдачи при продольном смывании от стенки трубки к нагреваемой воде, Вт/(м² × °С);

a _n — коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося пара к горизонтальной стенке трубки, Вт/(м² × °С);

d_ст — толщина стенки трубки, м;

d_нак — толщина накипи, м, принимаемая на основании эксплуатационных данных для конкретного района с учетом качества воды, а при отсутствии данных допускается принимать равной 0,0005 м;

l_ст — теплопроводность стенки трубки, Вт/(м × °С), принимается для стали равной 58 Вт/(м × °С), для латуни — 105 Вт/(м × °С);

l_нак — то же, слоя накипи, принимается равной 2,3 Вт/(м × °С).

4. Коэффициент теплоотдачи a₂ Вт/(м². °С), от стенки трубки к нагреваемой воде в области турбулентного движения, определяется по формуле

(3)

где — средняя температура нагреваемой воды, °С, определяемая по формуле

(4)

, — температура нагреваемой воды соответственно на входе и выходе из водоподогревателя, °С;

d_вн — внутренний диаметр трубок, м;

W_тр — скорость воды в трубках, м/с, определяется по формуле

(5)

f _тр — площадь сечения всех трубок в одном ходу подогревателя, м², определяется по формуле

(6)

n — количество трубок в одном ходу, шт.;

r — плотность воды при средней температуре , кг/м³;

G_h — расчетный расход нагреваемой воды в трубках, кг/ч.

5. Коэффициент теплоотдачи a _п, Вт/(м² × °С), от конденсирующегося пара к стенке трубки определяется по формуле

(7)

где t _s — температура насыщения пара, °С;

m —приведенное число трубок, шт., определяемое по формуле

(8)

где n_об — общее число трубок в подогревателе, шт.;

n_max — максимальное число трубок в вертикальном ряду, шт.;

t_ст — средняя температура стенок трубок, °С, определяется приближенно по формуле

(9)

и проверяется после предварительного расчета подогревателя по формуле

(10)

При несовпадении значений t_ст, определенных по формулам (9) и (10), более чем на 3 °С a _п следует пересчитывать, приняв значение t_ст, определенное по формуле (10).

6. Расчетную разность температур Dt_ср, °С, между греющей и нагреваемой средами определяют по формуле

(11)

где Dt_б, Dt_м — соответственно большая и меньшая разность температур между греющей и нагреваемой средами на входе и выходе из подогревателя, °С, определяется по формулам:

(12)

(13)

При расчете пароводяных водоподогревателей отопления температуру нагреваемой воды на входе и выходе из водоподогревателя следует принимать

где t₂ — температура воды в обратном трубопроводе систем отопления при расчетной температуре наружного воздуха t₀ °С;

где t₀₁ — температура воды в подающем трубопроводе тепловых сетей за ЦТП или в подающем трубопроводе системы отопления при установке водоподогревателя в ИТП при расчетной температуре наружного воздуха t₀, °С.

В этом случае расчетная разность температур Dt_ср °С, определится по формуле

(14)

Примечание — При независимом присоединении систем отопления и вентиляции через общий водоподогреватель температуру нагреваемой воды в обратном трубопроводе на входе в водоподогреватель следует определять с учетом температуры воды после присоединения трубопровода систем вентиляции. При расходе теплоты на вентиляцию не более 15 % суммарного максимального теплового потока на отопление допускается температуру нагреваемой воды перед водоподогревателем принимать равной температуре воды в обратном трубопроводе системы отопления.

 

При расчете водоподогревателя на горячее водоснабжение температуру нагреваемой воды, °С, следует принимать:

на входе в водоподогреватель — равной температуре холодной (водопроводной) воды t _с в отопительный период; при отсутствии данных принимается равной 5 °С;

на выходе из водоподогревателя — равной температуре воды, поступающей в систему горячего водоснабжения t _h, в ЦТП и в ИТП t _h = 60 °С, а в ЦТП с вакуумной деаэрацией t _h = 65 °С.

7. Расходы нагреваемой воды для расчета водоподогревателей систем отопления, кг/ч, следует определять по формулам:

(15)

при независимом присоединении систем отопления и вентиляции через общий водоподогреватель

(16)

где Q_omax, Q_nmax — соответственно максимальные тепловые потоки на отопление и вентиляцию, Вт.

Расход нагреваемой воды, кг/ч, для расчета водоподогревателей горячего водоснабжения определяется по формуле

(17)

где — расчетная производительность водоподогревателя, Вт (см. прил. 2).

8. Потери давления DР_H, Па, для воды, проходящей в трубках водоподогревателя

где W_тр — скорость воды, м/с, определяемая по формуле (5);

z — число последовательных ходов водоподогревателя;

l —длина одного хода, м;

Sx — сумма коэффициентов местных сопротивлений;

l — коэффициент гидравлического трения.

Эквивалентную шероховатость внутренней поверхности латунных трубок при определении l можно принимать 0,0002 м.

Сумму коэффициентов местных сопротивлении в трубках можно принимать:

для двухходовых водоподогревателей Sx= 9,5;

для четырехходовых водоподогревателей Sx= 18,5.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 10