Расчёт и выбор теплообменников для системы горячего водоснабжения обслуживающие микрорайон с населением 4500 человек

Задание

Расчитать и выбрать теплообменники для системы горячего водоснабжения обслуживающие микрорайон с населением

n=4500 человек.

Греющая вода имеет параметры t_пр=130° С, t_об=65° С.

Применять двухступенчатую систему подогрева со смешанным подключением к сетевой воде.

Температура нагреваемой воды в зимний период:

На входе в подогреватель первой ступени t_х= 5° С

На выходе из подогревателя второй ступени t_п= 60° С

Процент циркуляции горячей воды принять 40%.

Теплообменники кожухотрубного типа.

Расчет системы горячего водоснабжения.

Определяем потребность в горячей воде для заданного микрорайона:

Нормативный расход воды на одного жителя G_норм=160 л/сут

схема присоединения подогревательной системы ГВС:

 

                                                                                                    

 

t_с.пр.                                                                                                                             t_от.пр.

	B

 

t_с.обр.                                                                                                                            t_от.обр.

 

T_x, G_{ГВС II}

              Подогрев горячей воды осуществляется по двухступенчатой схеме. Подогреватели ГВС подключены к тепловым сетям по смешанной схеме.

Рассмотрим зимний режим ГВС.

t_х= 5° С – температура холодной питьевой воды.

t_I– температура водопроводной воды на выходе из первой ступени. Она применяется на 5° С ниже температуры сетевой воды в обратной магистрали по летнему режиму, рекомендуется принимать t_{обр л}= 43° С ; t_I^I= 43-5=38° С

t_гвс=60° C – температура горячей воды на выходе из второй ступени (задана)

t_ц=55°С – температура воды в линии циркуляции.

G_х - подвод воды в систему G_х=30 т/ч

Количество циркулирующей воды по заданию равно 40%     G_ц=0,4•30=12 т/ч

Определяем тепловую мощность подогревателя первой ступени:

Определим тепловую мощность подогревателя второй ступени:

Принимаем что : G_от=50 т/ч ; t_от.об.=70°С

Принимаем температуру сетевой воды из второй ступени - 90°С , тогда расход сетевой воды через вторую ступень :

Определим температуру сетевой воды на входе в I ступень :

              Определим расход сетевой воды через I ступень :

Расчет теплообменного аппарата

кожухотрубного типа.

Расчет I ступени ГВС.

Принимаем скорость нагреваемой воды в трубках: w_тр.^I=1 м/с

Определяем живое сечение трубок для прохода воды:

По выбираем и принимаем к установке Т.О. с:

 наружным диаметром трубы D=219 мм.

Для выбора типоразмера ВВП определяем фактическую скорость воды в трубках и межтрубном пространстве:

Коэффициент теплоотдачи от греющей воды к стенке:

 

Определяем коэффициент теплопередачи Т.О.

Определяем требуемую поверхность подогревателя:

Принимаем для I ступени одну секцию:

L=4м ; F=11,51м²

Расчёт II ступени Т.О. ГВС.

Принимаем скорость по трубкам:  

и определяем требуемое живое сечение:

Выбираем Т.О. с:

D_нар.=273 мм ;109 трубок ;

Определяем реальную скорость воды в трубках и м.трубном пространстве:

Определяем среднюю температуру обогреваемой и сетевой воды:

Определяем коэфф. теплопередачи:

Определяем требуемую поверхность подогревателя:

Принимаем для II ступени одну секцию:

L=4м ; F=11,51м²

Расчёт пластинчатых Т.О. (СниП 41-101-95)

Расчёт I ступени ГВС

Предварительно определяем оптимальное соотношение числа ходов для сетевой и нагреваемой воды:

Предварительно принимаем потери напора по нагреваемой воде

 ,а по греющей

Т.к. соотношение ходов , то принимаем симметричную компоновку (одинаковое количество ходов по греющей и нагреваемой воде)

Принимаем оптимальную скорость нагреваемой воды 0,4 м/с , определим число каналов:

 

принимаем 9 каналов.

Для определения площади канала принимаем Т.О. с типом пластин 06Р и для него

Общее живое сечение каналов в пакете:

Фактические скорости:

-  нагреваемой воды:

-  греющей воды:

Определим коэффициент теплоотдачи от греющей воды к стенке:

где: для выбранного типа Т.О. А=0,492 (коэф. теплоотдачи)

Определяем коэффициент теплоотдачи от стенки к нагреваемой воде:

0,492

Определяем коэфф. Теплопередачи (к):

Определим требуемую поверхность нагрева ВВП I ступени:

Количество ходов в Т.О. (х):

 

принимаем х=1 т.е.одноходовой Т.О. с п=9

Действительная поверхность нагрева:

Определим потери давления:

-  для нагреваемой воды:

где:  коэфф. накипиобразования 

Б=3 гидравлический коэфф.

- для греющей воды:  

Проверка:

Компоновка  I  ступени:

                                                                           75°С

    38°С

                  5°С                                                                             60°С

Расчет II ступени ВВП.

Q=831 кВт ; t_н.вх=43^ºС ; t_н.вых=60^ºС ; G_нагр=42 т/ч

T_гр.вх=130^ºС ; t_гр.вых=90^ºС ; G_гр=18 т/ч

Принимаем симметричную компоновку ;

Определим число каналов по нагреваемой воде:

 

принимаем 7 каналов.

Общее живое сечение каналов:

f_к=7·0,00245=0,017 м²

Фактические скорости:

-  нагреваемой воды:

-  греющей воды:

Определяем коэффициент теплоотдачи:

0,492

    0,492

Определяем коэфф. Теплопередачи (к):

Определим требуемую поверхность нагрева ВВП II ступени:

Количество ходов в Т.О. (х):

 

принимаем х=1 т.е.одноходовой Т.О. с п=7

Определим сопротивления:

Компоновка  II ступени:

                                                                   130°С

    60°С

                43°С                                                                         90°С