4. Исходные данные для выбора аппарата

4.1 Определяющие параметры

Теплообмен в рекуперативных теплообменниках описывается сложными зависимостями, которые видоизменяются при изменении температурных и гидравлических режимов. Поэтому теплообменники ТТАИ рассчитываются производителем по специальной компьютерной программе. Исходными данными для расчетов водо-водяных теплообменников являются величины, которые удобно задавать в табличной форме, например в форме таблицы 2.

Форма, в которой удобно задавать исходные величины

для расчета водо-водяных теплообменников

Таблица 2

Параметр		Контур циркуляции воды
		греющей		нагреваемой
		символ	значение	символ	значение
Расход, т/ч		G1		G2
Температура,0С	на входе	TВХ		tВХ
	на выходе	TВЫХ		tВЫХ
Максимальная потеря давления, бар		P1		P2

В последующем изложении даются рекомендации по выбору исходных величин при расчетах теплообменников в системах отопления и горячего водоснабжения.

4.2 Исходные данные для расчета отопительных теплообменников

4.2.1 Температурные условия переходного периода

Теплообменник для системы отопления рекомендуется рассчитывать для температурных условий переходного периода. Это нужно делать по двум причинам.

Во-первых, значения коэффициентов теплопередачи при относительно невысоких температурах теплоносителя меньше, чем при высоких, и тепловая мощность теплообменника, рассчитанного при высоких температурах, будет недостаточной в течение большей части отопительного сезона.

Во-вторых, расчетные параметры теплоносителя (например, 150–70⁰С) нигде не выдерживаются, и рассчитывать реальную технику на нереальные параметры было бы неправильно.

Температуры теплоносителя Т_ВХ и Т_ВЫХ для расчета теплообменника определяются по условиям переходного периода при температуре Т1 в подающем трубопроводе тепловой сети равной 70⁰С.

Любую температуру t переходного периода, соответствующую расчетному значению t_Р, можно вычислить по формуле:

t = 0,394 t_Р + 10,91 (при параметрах теплосети 150 – 70⁰С) (1а)

t = 0,464 t_Р + 9,64 (при параметрах теплосети 130 – 70⁰С) (1б)

Например, расчетной температуре t_Р = 95⁰С в подающем трубопроводе системы отопления в условиях переходного периода при расчетных параметрах тепловой сети 150 – 70⁰ будет соответствовать температура

t = 0,394 . 95 + 10,91 = 48,3⁰С

4.2.2 Исходные данные для независимых систем

В системах отопления с независимым от тепловой сети контуром циркуляции расход воды G1, т/ч, греющего контура определяется по формуле:

G1 = 3,6.Q/[c(T1_ТС – T2_ТС – 10)], (2)

где Q – расчетная (при расчетной температуре наружного воздуха) тепловая мощность системы отопления, кВт;

с – удельная теплоемкость воды, равная 4,187 кДж/(кг.⁰С);

T1_ТС и T2_ТС – расчетные (согласно техническим условиям теплоснабжающей организации) температуры теплоносителя тепловой сети, например, 150 и 70⁰С.

Температура воды в обратном трубопроводе тепловой сети после теплообменника независимой системы отопления T2_ТС.Н = T2_ТС + 10, то есть, при параметрах 150 – 70⁰С T2_ТС.Н = 70 + 10 = 80⁰С.

Расход воды G2, т/ч, контура нагреваемой воды определяется по формуле:

G2 = 3,6.Q/[c(t1p – t2p)], (3)

где t1p и t2p – расчетные температуры теплоносителя системы отопления, например, 90 и 70⁰С.

Расчетные температуры теплоносителя на входе в каждый из контуров теплообменника и на выходе из него должны быть пересчитаны по формуле 1.

Пример №1. Определим исходные параметры для расчета теплообменника независимой системы отопления мощностью 500 кВт для здания, в которое подается из тепловой сети теплоноситель с расчетными температурами Т1_ТС=150, Т2_ТС=70, а расчетные температуры системы отопления t1p=90, t2p=70⁰C.

Расходы воды G1 и G2 определяются по формулам 2 и 3:

G1 = 3,6.500/[4,187(150 – 70 – 10)] = 6,141 т/ч

G2 = 3,6.500/[4,187(90 – 70)] = 21,495 т/ч

Расчетные температуры теплоносителя переходного периода, соответствующие расчетным параметрам T1_TC = 150, Т2_ТС.Н = 80, t1p=70, t2p=90⁰C, вычисляются по формуле 1а.

Т_ВХ = 0,394 . 150 + 10,91 = 70⁰С

Т_ВЫХ = 0,394 . 80 + 10,91 = 42,4⁰С

t_ВЫХ = 0,394 . 90 + 10,91 = 46,4⁰С

t_ВХ = 0,394 . 70 + 10,91 = 38,5⁰С

Температура в подающем трубопроводе тепловой сети по условиям переходного периода всегда равна 70⁰С.

Полученные значения температур должны вписываться в уравнение теплового баланса теплообменника:

G1(T1–T2) = G2(t2– t1) , (4)

и одну из температур, например, t_ВХ рекомендуется проверить, вычислив ее из уравнения 4.

Для нашего примера:

T_ВХ = t_ВЫХ– (G1/G2)(T_ВХ – T_ВЫХ) = 46,4 – (6,141/21,495)(70 – 42,4) = 38,5⁰С,

что в точности совпадает с вычисленным по формуле 1 значением.

Кроме данных о расходах и температурах воды, обязательно необходимо задать допустимую по местным условиям потерю давления в каждом из контуров теплообменника.

Максимально допустимая потеря давления в греющем контуре определяется из величины располагаемого на вводе тепловой сети давления и гидравлических потерь на абонентском вводе. Если, например, располагаемое давление на вводе в здание 3 бара, а гидравлические потери абонентского ввода, включающие в себя потери в теплосчетчике, в регулирующем клапане, в фильтре составляют 1 бар, то с учетом запаса на теплообменнике нельзя потерять более 1 бара.

Возможная потеря давления в контуре нагреваемой воды обусловлена величиной давления, развиваемого циркуляционным насосом, а также гидравлическими потерями в системе отопления. Проектировщик имеет возможность выбрать насос, развивающий достаточно большое давление для того, чтобы теплообменник получился компактный и недорогой, однако при этом увеличивается мощность привода насоса и эксплуатационные расходы. Обычно потерю давления в контуре нагреваемой воды ограничивают величиной 0,5 бара.

Все исходные величины, по которым можно рассчитать теплообменник, занесены в форму таблицы 2 (таблица 3).

Исходные величины для расчета теплообменника (к примеру №1)

Таблица 3

Параметр		Контур циркуляции воды
		греющей		нагреваемой
		символ	значение	символ	значение
Расход, т/ч		G1	6,14	G2	21,49
Температура,0С	на входе	TВХ	70	tВХ	38,5
	на выходе	TВЫХ	42,4	tВЫХ	46,4
Максимальная потеря давления, бар		P1	1,0	P2	0,5

Исходные данные для расчета теплообменников систем теплоснабжения калориферов вентиляционных установок при независимом присоединении этих систем к тепловой сети определяются так же, как и для расчета теплообменников систем отопления.