Опорный конспект дисциплины «Источники и системы теплоснабжения предприятий», страница 48

Δt = ν – aδt_м – bδt_б,                                               (4.7)

где b = 0,65– постоянный коэффициент для всех схем движения теплоносителя; a – коэффициент, зависящий от схемы движения теплоносителя выбранного ТО (противоток а = 0,35; прямоток а = 0,65; перекрёстный ток: а = 0,425 –по схемам а, б; а = 0,5 –по схеме в; а = 0,55 –по схемам г, д). Например, радиатор системы отопления работает по схеме (в) ТО с перекрёстным током, для которой а = 0,5, а b = 0,65.

Совместное решение уравнений (4.1б), (4.6) и (4.7) даёт выражение для расчёта ε в виде

ε = 1/ (aW_м/ W_б + b + 1/ ω) ≤ ε_*,                                      (4.8)

где ω = kF/W_м – режимный коэффициент, а ε_* - коэффициент эффективности ТО при F→ ∞ (при противотоке и в ТО с конденсацией или кипением ε_* = 1, а при прямотоке ε_* = 1/ (1 + W_м/ W_б)). Знак ≤ указывает на то, что при получении в результате расчета ε > ε_*, следует принимать ε = ε_*.Уравнение (4.8) применимо при 0 ≤ W_м/ W_б ≤ 1 и 0 ≤ ω ≤ ∞, что соответствует всей области возможного применения ТО.

Уравнения (4.6)-(4.8) справедливы для любой схемы движения теплоносителей и потому универсальны. Например, в пароводяных и паровоздушных ТО W_б → ∞ и уравнение (4.8) принимает вид

ε = 1/ (b + 1/ ω) ≤ 1.                                                 (4.8а)

Если в ТО меняется фазовое состояние обоих теплоносителей (например, в испарителе), то W_б = W_м → ∞ и уравнение (4.6) принимает вид

Q = kF ν,                                                              (4.9)

Многочисленные расчёты показали, что погрешность от замены среднелогарифмической разности температур греющего и нагреваемого теплоносителей в ТО на линейную - (4.7) не превышает 3…6 % (меньшее и большее значение соответственно в ТО без и с изменением фазового состояния теплоносителя.

В системе отопления со смесительным узлом на вводе W_м/ W_б → 0, т.к. эквивалент расхода воздуха через ТО всей системы отопления здания W_б значительно превышает эквивалент расхода сетевой воды перед узлом смешения W_м. Поэтому  ε = ε_о рассчитывается в виде[52]

ε_о = 1/ [(0,5 + и)/ (1 + и) + 1/ ω] ≤ 1,                                (4.10)

а при отсутствии элеватора или насоса на вводе (график 95-70 °С) и = 0 и

ε_о = 1/ (0,5 + 1/ ω) ≤ 1,                                            (4.11)

где и – коэффициент смешения в смесительном узле, равный отношению расчётного расхода подмешиваемой воды к расчётному расходу сетевой воды на вводе.

Следует иметь в виду, что работа ТО с вынужденной конвекцией (водоводяные и пароводяные ТО, паровые и водяные калориферы и др.) на частичных нагрузках связана с изменением коэффициента теплопередачи k, которая определяется значением меньшего из коэффициентов теплоотдачи. Для упрощения расчёта режимного коэффициента ω = kF/W_м на частичных нагрузках заменяют произведение kF равозначным соотношением, учитывающим особенности теплообмена в ТО:

Например, в водоводяных ТО

kF = Ф (W_мW_б) ^0,5,                                               (4.12)

а в водяных калориферах

kF = Ф W_м^m1W_б ^m2,                                               (4.13)

где Ф – параметр ТО (практически не зависит от нагрузки рассматриваемого типа ТО; например, 1) для секционных кожухотрубных водоводяных подогревателей по ГОСТ 27590-88 Ф = 0,1l, а l – длина подогревателя, м, 2) для пластинчатых водоводяных ТО по Прилож. 21 [1] Ф = 1,0 l, а l – длина канала. м); m₁ = 0,12…0,3, m₂ = 0,33…0,5 – для калориферов при турбулентном режиме течения воды.

Совместное решение (4.8) и (4.12) даёт формулу для расчёта ε противоточных водоводяных ТО, применяемых в водяных СТ,

ε = 1/ (0,35W_м/ W_б + 0,65 + (W_м/ W_б) ^0,5/ Ф) ≤ 1,                       (4.14)

а её графическая интерпретация приведена на рис. 4.8.1. Частичную нагрузку ТО рассчитывают по формуле (4.6) при найденном значении ε.