Водонагреватели Для Централизованных Систем Горячего Водоснабжения Реферат
Водонагреватели Для Централизованных Систем Горячего Водоснабжения Реферат
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2020 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.014 сек.
ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ И НАГРЕВАЕМОЙ ВОДЫ
При конструировании водонагревателей, а также расчете и подборе их важно знать характер теплопередачи от теплоносителя к нагреваемой воде.
В общем виде передача теплоты определяется законом Фурье, по которому плотность теплового потока пропорциональна градиенту температуры:
где λ – теплопроводность, Вт/(м.°С); п - направление теплового потока по нормали к теплопередающей поверхности; знак «—» свидетельствует о том, что векторы теплового потока и градиента температуры направлены в противоположные стороны.
теплопередача возможна только при наличии градиента температуры между теплоносителем и нагреваемой водой;
чем тоньше теплопередающая стенка, тем выше ее тепловая проводимость λ/δ.
Общее количество теплоты, Дж, переданное через поверхность теплопередающей стенки за период времени, равно
где λ - теплопроводность; Δ t - температурный градиент; q - плотность теплового потока; F - площадь теплопередающей поверхности.
Теплообменные аппараты, применяемые в горячем водоснабжении, и в частности водонагреватели, относятся к рекуперативным аппаратам, т.е. таким, в которых теплота от теплоносителя передается через разделительную (обычно металлическую) стенку. Эти аппараты подразделяются на прямоточные и противоточные. В прямоточном теплообменнике теплоноситель и нагреваемая вода протекают параллельно в одном направлении (рис. 11.1,а), а в противоточном - тоже параллельно, но в противоположных направлениях (рис. 11.1,б).
Водонагреватели широко распространены, так как имеют простую конструкцию, компактны и обеспечивают постоянство температур теплоносителя во времени.
В теплотехническом отношении противоточные теплообменные аппараты выгоднее, чем прямоточные. Критерием для оценки их эффективности является средний температурный напор Δ t m , т.е. средняя разность температур греющей и нагреваемой воды. В противоточной схеме Δ t m почти всегда больше, чем в прямоточной, поэтому поверхность нагрева теплообменника с противотоком меньше. Все изложенные факторы влияют на выбор направления потока теплоносителя и нагреваемой воды, но в зависимости от вида теплоносителя. В водо-водяных нагревателях температура теплоносителя уменьшается, в пароводяных выбор направления теплоносителя и нагреваемой воды не имеет значения, так как пар в процессе теплопередачи должен иметь постоянную температуру насыщения при данном рабочем давлении (расчетная температура принимается равной 100 °С) (рис. 11.1.в).
ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ ПАРОВОДОНАГРЕВАТЕЛЕЙ И ВОДОНАГРЕВАТЕЛЕЙ ПРОТОЧНОГО ТИПА
В системах централизованного горячего водоснабжения широко распространены водонагреватели проточного типа, которые отличаются большой теплопроизводительностью и малой теплоемкостью. Ввиду этих особенностей их применяют в случае большого и стабильного теплопотребления, а если из системы происходит залповое потребление теплоты (например, приемы душей после окончания смены в бытовых помещениях промышленных предприятий), их используют в сочетании с аккумуляторами теплоты.
В промышленных зданиях, имеющих паросиловое хозяйство, используются пароводяные скоростные подогреватели (рис. 11.2). В них пар, подаваемый в корпус, проходит в межтрубном пространстве и нагревает воду. Нагреваемая вода поступает в переднюю водяную камеру, разделенную вертикальной перегородкой* и по теплообменным трубкам проходит в заднюю камеру. Пар может проходить дважды и четырежды в межтрубном пространстве корпуса водонагревателя (двухходовые и четырехходовые пароводонагреватели). Задняя камера их не закреплена в корпусе, что позволяет теплообменным трубкам свободно перемещаться вдоль оси, компенсируя температурное удлинение трубок. Для этого между днищем водонагревателя и днищем подвижной камеры имеется зазор, равный температурному удлинению теплообменных трубок. Для пароводяных нагревателей используются латунные трубки наружным диаметром 16 мм при толщине стенок 1 мм; корпус стальной. Рабочее давление греющего пара и воды должно быть соответственно не более 1 МПа при температуре не выше 300 С С и 1,6 МПа - при температуре 200 °С.
Скоростные пароводяные водонагреватели выпускаются в соответствии с требованиями ОСТ 108.271.105—76 двухходовыми и четырехходовыми с плоским и выпуклым днищем. Нагреватели имеют поверхность нагрева площадью 6,3—53,9 м 2 . Основные технические данные пароводяных скоростных водонагревателей приведены в прил. 8.
Водо-водяные скоростные секционные разъемные нагреватели применяются в системах централизованного теплоснабжения. Теплоносителем является вода из системы теплоснабжения (сетевая вода). Теплоноситель и нагреваемая вода движутся по изолированным контурам.
По форме поверхности нагрева водонагреватели подразделяются на трубчатые (рис. 11.3) и кожуховые (рис. 11.4), которые могут быть выполнены однокорпусными и секционными.
Наибольшее распространение получили трубчатые водонагреватели, которые состоят из стального цилиндрического корпуса с входными и выходными патрубками для теплоносителя и нагреваемой воды, трубной решетки и трубного пучка. Трубный пучок вставлен в корпус водонагревателя и состоит из трубок малого диаметра 16X1 мм, развальцованных в трубные решетки. Отдельные секции нагревателей соединяются с помощью трубчатых отводов, обычно называемых «калачами».
Нагреваемая вода движется по теплообменным трубкам, а теплоноситель — по межтрубному пространству, так как прямые трубки позволяют удалять накипь с их внутренней поверхности. Кроме того, эта схема движения теплоносителя позволяет отказаться от устройства специальных компенсаторов для восприятия линейных удлинений трубок и корпуса при нагревании.
В горизонтальных водонагревателях для устранения прогиба трубок устанавливают поддерживающие опорные перегородки с таким расчетом, чтобы пролет трубки между точками не превышал 100—120 мм. Опорные перегородки обеспечивают равномерное обтекание теплоносителя с внешней стороны теплообменных трубок и, следовательно, влияют на общую теплопроизводитель-ность. Если перегородки не поддерживают трубки, то они провисают, нарушается равномерное обтекание теплоносителем межтрубного пространства и теплопроизввди-тельность уменьшается в 2—3 раза. При монтаже водонагревателя необходимо следить за тем, чтобы полки
опорных перегородок располагались Горизонтально и разделяли не более чем два ряда трубок.
Стандартная длина теплообменных трубок принимается равной 2 или 4 м. Для увеличения интенсивности теплообмена в водяных водонагревателях теплоноситель и нагреваемая вода должны иметь достаточно большие встречные скорости движения сред при противопотоке, чего наиболее легко достигнуть в секционных водонагревателях, состоящих именно из пучка мелких трубок или из секций типа «труба в трубе», выполненных из стальных труб (кожуховые водонагреватели). Кожуховые водонагреватели просты в изготовлении, но металлоемки.
Водо-водяные нагреватели можно устанавливать как из отдельных, так и нескольких секций с последовательным и параллельно-последовательным их соединением по теплоносителю и по нагреваемой воде.
Широко распространены секционные водо-водяные нагреватели конструкции ВТИ Мосэнерго (по ГОСТ 34588—68) 16 типоразмеров, наружный диаметр корпуса которых от 57 до 325 мм и поверхности нагрева бдной секции от 0,37 до 28 м 2 .
Максимальное рабочее давление водо-водяных нагревателей 1 и 1,6 МПа (10 и 16 кг/см 2 ) при температуре теплоносителя до 200 °С.
Основные технические данные водо-водяных скоростных секционных водонагревателей приведены в прил. 9.
Емкостные водонагреватели функционально совмещают в одном теплообменном аппарате два аппарата — водонагреватель и аккумулятор теплоты и относятся к теплообменным аппаратам малой теплопроизводитель-ности и большой теплоемкости. В силу этих особенностей они применяются для систем с естественной циркуляцией или для систем, из которых происходит резкое, залповое водопотребление (рис. 11.5).
Нагревательный элемент представляет собой гребенчатый змеевик, выполненный из ^-образных трубок или пучков прямых трубок, собранных с помощью замыкающих коллекторов. По контуру нагреваемой воды в силу незначительных скоростей движения воды имеется небольшое гидравлическое сопротивление, из-за чего теплообмен происходит конвективным путем и поэтому теп-лопроизводительность емкостных водонагревателей небольшая.
Емкостные водонагреватели выпускаются промышленностью для использования в качестве теплоносителя не только пара, но и сетевой воды. Максимальное рабочее давление пара и нагреваемой воды не более 0,5 МПа. Рабочий объем водонагревателя (выше змеевика) составляет 90 % общего объема. Продолжительность нагрева рабочего объема воды до 75 °С при теплоносителе «пар» составляет около 1 ч.
Основные технические данные емкостных водонагревателей приведены в прил. 10.
Рис. 1 5. Емкостные водонагреватели
/-патрубок выхода горячей воды; г-спускной пробковый кран; з-патру бок входа холодной воды; 4 -змеевик; 5 -выход конденсата; 6-вход пара
§ 41. РАСХОДЫ ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ И ТЕПЛОТЫ
Величина расчетных расходов горячей воды и теплоты зависит от потребления горячей воды, которую используют для смешения до требуемой температуры. Очевидно, что расход горячей воды зависит от ее температуры; чем ниже температура горячей воды у смесительного водоразборного крана, тем больше ее доля в составе смешанной воды.
Расчетные расходы горячей воды для гидравлического расчета сетей горячего водопровода в режиме водо-потребления абсолютно одинаковы по методике вычисления с холодным водопроводом (см. гл. 7). Разница заключается в количественных параметрах: q% — расход горячей воды санитарно-техническим прибором, л/с; Уош — нормированный расход горячей воды прибором, л/с; q h hru — норма расхода горячей воды потребителем в час наибольшего водопотребления, л, q h um — то же,
Нормы расхода теплоты суточную [кДж (на 1 чел. в сут)] и часовую [кДж (на 1 чел. в сут)] вычисляют по формулам:
Q h u-<& m &m = ti. m Cp{t-f)> (И.З)
где Q^ u и Q*— часовая и суточная нормы расхода теплоты; Ср {Р т — / с ) — количество теплоты, требуемой для нагрева 1 л воды до расчетной температуры; С — теплоемкость воды, кДж/(кг-°С); р — плотность воды, кг/дм 3 ; t m — средняя температура горячей воды, "С, при которой определена норма (для закрытых систем ^=55°С); t c — расчетная температура холодной воды в зимний период (Р= = +5°С)
Суточные расходы горячей воды, как уже говорилось, зависят от суточных норм потребления горячей воды q*:
*«**" 1000 * Тогда средний часовой расход воды:
где Т — продолжительность потребления горячей воды, ч (для жилых зданий — 24 ч, в остальных — продолжительность смены).
Максимальный часовой расход горячей воды q h m , л/ч, и секундный расход q% определяются по формулам (11.7) и (11.9) на основе норм потребления горячей воды на процедуру и на смесительный водоразборный кран.
Суточные расходы теплоты, кДж/сут, вычисляют по формулам:
=«г с Р (1+а м ) (/ m - < е )=о* «г о+*,.„). (и .7)
где Qftrm—суточные теплопотери в системе. Часовые расходы теплоты, кДж/ч, определяют по формуле:
где Q^f rm — средние часовые теплопотери.
Ориентировочно теплопотери определяются в долях суммарного теплопотребления. При этом правильнее суммарное теплопотребление считать на нужды горячего водоснабжения и на нужды отопления, но так как программой курса изучение отопления не предусмотрено, то придется ограничиться теплопотреблением, связанным только с горячим водоснабжением:
где Лт.п — коэффициент теплопотерь в системе горячего водоснабжения (табл. 11.1),
§ 42. ОСНОВЫ РАСЧЕТА И ПОДБОРА ВОДОНАГРЕВАТЕЛЕЙ
Водонагреватели рассчитывают в следующем порядке:
определяют площадь поверхности нагрева;
устанавливают основные конструктивные размеры и подбирают водонагреватель;
производят гидравлический расчет, а при расчете емкостных водонагревателей кроме всего прочего определяют аккумулирующую емкость водонагревателя.
Площадь поверхности нагрева водонагревателей рассчитывается по формуле:
где Qp — расчетное количество теплоты, кДж/ч; р — коэффициент запаса на неучтенные теплопотери (Р=1,1); Ц — коэффициент снижения теплопередачи через теплообменную поверхность из-за отложений на стенках ((х=0,7); k — коэффициент теплопередачи, Вт/(м 2 -°С) (табл. 11.2); At — расчетная разность температур теплоносителя и нагреваемой воды.
Разность температур теплоносителя и нагреваемой воды определяется в соответствии с § 38. Судя по формуле (11.10), чем больше разность температур между теплоносителем и нагреваемой водой, тем больше тепловая эффективность водонагревателя. Так, для противоточных скоростных водонагревателей средняя разность температур определяется по формуле:
где А^тах и Д< тш — наибольшая и наименьшая разность температур между теплоносителем и нагреваемой водой по концам теплообменника (в осях входного и выходного патрубков теплоносителя). Среднеарифметическую разность температур можно определить с помощью номограммы (рис. 11.6).
Дата добавления: 2015-12-16 ; просмотров: 4116 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Искали фанкойлы? york.ru.com Надежные фанкойлы York. Единственный официальный склад YORK в Москве. Звоните! Скрыть объявление
Без полотенцесушителей С полотенцесушителями С неизолированными стояками и полотенцесушителями
Теплоноситель (прн скорости нагреваемой воды, м/с)
Коэффициент теплопередачи, Вт/м 2 -°С (ккал/м 2 -°С), для труб нз
Пар давлением 0,07— 0,02 МПа (0,75—1,5) Вода температурой 80— 115°С (0,5—2,5) Пар давлением 0,07— 0,02 МПа (менее 0,1) Вода температурой 80— 115 "С (менее 0,1)
2520—3480 (2200—3000) 1163—3000 (1000—2600) 840 (720) 348 (330)
Водонагреватели для централизованных систем горячего ...
Назовите виды и типы водонагревателей в централизованных ...
Водонагреватели для централизованных систем ...
Водоподогреватели для централизованного горячего ...
Системы горячего водоснабжения
Чем Я Наполняю Свою Жизнь Сочинение Рассуждение
Поколение Отцов И Детей Сочинение
Геометрия 7 Класс Контрольные Работы Атанасян Скачать
Сочинение На Тему Известная Личность
Реферат На Тему Безопасность В Сети Интернет