Розрахунок підігрівачів для опалення та гарячого водопостачання.

В сучасних теплових пунктах дуже часто використовуються пластинчаті підігрівачі. Ці теплообмінні апарати уявляють собою рамну конструкцію на яку набирається задана теплообмінна поверхня. Основним елементом цих теплообмінних апаратів є пластини, які от штамповані зазвичай з нержавіючої сталі. Їх встановлюють та закріпляють на станіні, і вони утворюють „пакет”. Поверхня пластин має виступи, які утворюють канали між пластинами. По пластинам тонкими шарами протікають теплоносії. Шари теплоносіїв (що гріє та що нагрівається) чередуються між собою, тому теплообмін у кожного шару відбувається через обидві обмежуючі поверхні. Група пластин, що утворює систему паралельних каналів, в яких кожний теплоносій рухається в одному напрямку, складає пакет.

В загальному випадку розрахункова продуктивність водо-водяного підігрівача визначається на основі рівняння теплового балансу, без врахування втрат теплоти:

,

де G_п, G_м – витрата первинної (мережної) та вторинної (місцевої) води кг/с;

с_п, с_в – теплоємності первинної (мережної) та вторинної (місцевої) води Кдж/(кгК);

- температури первинної води на вході та на виході з підігрівача, °С;

- температури вторинної води на вході та на виході з підігрівача, °С;

Поверхня нагріву теплообмінного апарату визначається за формулою:

,

де Δt – середньо логарифмічний температурний напір, °С;

k – коефіцієнт теплопередачі, Вт/(м²К).

Середньо логарифмічний температурний напір при прямотоці чи противотоці розраховується за формулою:

,

де Δt_б та Δt_м – більша та менша різниці температур мережної та місцевої води на кінцях підігрівача.

Коефіцієнт теплопередачі теплообмінного підігрівача можна визначити за формулою:

,

де β₁ – поплавковий коефіцієнт, що враховує нерівномірність розподілу поля швидкостей у прохідному перерізі (приймається β₁=0,92...0,95).

β₁ – поплавковий коефіцієнт, що враховує забруднення поверхні теплообміну;

α_п – коефіцієнт тепловіддачі від первинної води до пластини, Вт/(м²К);

α_в – коефіцієнт тепловіддачі від пластини до вторинної води, Вт/(м²К);

δ_ст – товщина пластини, мм;

λ_ст – теплопровідність пластини, Вт/(мК).

Коефіцієнти тепловіддачі α_п,α_в можна розрахувати за слідуючою формулою:

де А – температурний добуток, (визначається по табл 4.2.);

ω – швидкість води у каналі, м/с;

d_е – еквівалентний діаметр, м.

Для більш точнішого розрахунку коефіцієнта тепловіддачі запропоновано формулу визначення критерію Нуссельта, що враховує особливості гофрировки пластин:

де d – визначальний розмір каналу, м (;

φ – кут нахилу гофра до направлення потоку робочого середовища (зазвичай лежить в межах від 100 до 160 °);

Re – число Рейнольдса для середовища, що рухається всередині каналу ();

Pr – число Прандтля для середовища, що рухається всередині каналу ();

Pr_ст – число Прандтля для середовища, що рухається всередині каналу, при температурі рівній температурі стінки.

Поверхня нагріву однієї пластини приймається по табл.. 4.1. тоді число теплопередающих пластин підігрівача буде дорівнювати:

,

де F – розрахункова площина теплообмінного апарату, м²;

F_пл – площина однієї пластини, м².

Далі виконую розрахунок ТОА у програмі Danfoss згідно вхідних даних.

1.7. Розрахунок долі заміщення сонячної енергії потреб теплопостачання

Рівне приблизно знаходиться під 50˚ північної широти.

Тоді кут висоти сонця розраховується:

ᵦ=90˚-44˚-23,5˚=22,5˚

З каталогу вибираю вакуумний колектор Vitosol 200-T

Відстань між рядами колекторів:

де =1220 мм - висота вакуумного колектора Vitosol 200-T;

=35…45˚-кут нахилу колектора

Кількість колекторів, що необхідні для заповнення покрівлі:

,

приймаю, що:

- висота покривлі

- ширина покривлі

По ширені покривлі можна розмістити 13 колектора, беручи до уваги, що - ширина вакуумного колектора Vitosol 200-T

По висоті покривлі можна розмістити 14 рядів колекторів, беручи до уваги, що

Річна виробництво теплової енергії колекторами:

- сумарна інсоляція за рік для 4 зони

- оптичний ККД

- площа сонячного колектора

Сумарне споживання теплового навантаження:

- тривалість опалювального періоду для м. Севастополь

Частка заміщення сонячною енергією теплового навантаження:

Висновок:

В ході нашого РГР ми розраховували витрати тепла на опалення, вентиляцію і гаряче водопостачання. Так витрати тепла на опалення склало = Вт; на вентиляцію =81000 Вт, на середньо тижнева витрата теплоти гарячого водопостачання = Вт. Побудували графіки тривалості теплового навантаження і якісного регулювання опалювального навантаження. Провели розрахунок підігрівачів для опалення та гарячого водопостачання. Також розрахували частку заміщення сонячною енергією теплового навантаження = .

Дата добавления: 2015-10-29