9. Подбор оборудования итп

В местах присоединения систем отопления к тепловым сетям устраивают тепловые пункты (узлы управления), в которых устанавливают оборудование для подготовки теплоносителя, запорную и регулирующую арматуру, приборы для регулирования и учета расхода теплоносителя. Тепловые пункты, как правило, размещают в подвалах обслуживаемых зданий.

Для присоединения потребителей к водяным тепловым сетям используют две принципиально отличные схемы – зависимую и независимую.

9.1. Подключение к наружным сетям по зависимой схеме

Зависимое подключение систем отопления к тепловым сетям характеризуется подачей в систему отопления здания смеси подаваемой сетевой воды и обратной воды СО с возвратом излишков теплоносителя в обратный трубопровод тепловых сетей. Гидравлический и тепловой режим такой системы зависит от режима работы тепловых сетей. В настоящее время для смешения теплоносителей при зависимом подключении применяют насосы [14]. Типовые схемы подключения СО к тепловым сетям по зависимой схеме приведены на рис. 9.1 [15].

Задачей подбора оборудования ИТП с зависимым подключением к тепловым сетям состоит в выборе схемы подключения и подборе насоса.

Коэффициент смешения , обеспечивающий тепловой режим СО определяется по формуле:

, (9.1)

где – температура в подающем теплопроводе тепловых сетей, °С;

– температура в подающем теплопроводе СО, °С;

– температура в обратном теплопроводе СО, °С.

а

б

Рис. 9.1. Типовые схемы подключения СО к тепловым сетям по зависимой схеме:

а – при достаточном давлении в тепловых сетях; б – при недостаточном давлении в тепловых сетях

Расход теплоносителя, потребляемого из наружных тепловых сетей составляет [14], кг/ч:

, (9.2)

где – потребность здания в тепле, Вт.

Требуемая подача насоса в этом случае составляет:

. (9.3)

При достаточном для циркуляции теплоносителя в СО перепаде давления в тепловой сети принимают схему «а», рис. 9.1, требуемый напор циркуляционного насоса принимают на 2…3 м больше потерь давления в СО .

При недостаточном для циркуляции теплоносителя в СО перепаде давления в тепловой сети принимают схему «б», рис. 9.1, требуемый напор циркуляционного насоса принимают на основании соотношения перепада давления в тепловой сети и требуемого перепада давления в СО с запасом 2…3 м.

Подбор насоса производится на основании его характеристики (прилож. 11).

9.2. Подключение к наружным сетям по независимой схеме

Подключение по независимой схеме гидравлически развязывает наружные тепловые сети и систему отопления путем применения теплообменника. Теплообменник позволяет передавать тепловую энергию от теплоносителя наружных тепловых сетей системе отопления без перемешивания теплоносителя. Циркуляция теплоносителя в СО осуществляется за счет насоса, устанавливаемого преимущественно на обратной ветке СО перед теплообменником (рис. 9.4.).

Рис. 9.4. Подключение СО к наружным тепловым сетям по независимой схеме

Задачами подбора оборудования ИТП с независимым подключением к тепловым сетям являются подбор теплообменника и насоса.

Расчет теплообменников в системах потребления тепла централизованных систем теплоснабжения рекомендуется производить в соответствии с [14].

Расчетный расход теплоносителя в системе отопления принимается по результатам гидравлического расчета СО или по формуле, кг/ч:

. (9.5)

Требуемый расход теплоносителя наружных тепловых сетей определяем по формуле, кг/ч:

. (9.6)

Оптимальное соотношение числа ходов для греющей и нагреваемой воды в пластинчатом теплообменнике находится по формуле:

, (9.7)

где – расход нагреваемой воды , кг/ч;

– расход греющей воды , кг/ч;

– допустимые потери давления греющей воды, кПа;

– допустимые потери давления нагреваемой воды, кПа;

– средняя температура теплоносителя в СО, °С;

– средняя температура теплоносителя в тепловой сети, °С;

Если соотношение ходов получается менее 2, то принимается симметричная схема движения теплоносителей.

Требуемое число каналов в теплообменнике находят по нагреваемой воде и округляем до ближайшего большего целого:

, (9.8)

где – оптимальная скорость движения теплоносителя, принимает 0,4 м/с;

– живое сечение межпластинчатого канала, м², принимается по табл. 1-3 прилож. 12.

Ввиду симметричной компоновки теплообменника общее живое сечение каналов греющей и нагреваемой воды в пакете совпадает:

. (9.9)

Далее находим фактические скорости греющей и нагреваемой воды, м/с:

, (9.10)

. (9.11)

Коэффициент теплоотдачи от греющей воды к стенке пластины находим по формуле, Вт/(м²·°С):

, (9.12)

где – коэффициент, зависящий от типа пластин, принимаемый равным 0,45.

Коэффициент тепловосприятия от стенки пластины к нагреваемой воде определяется по формуле, Вт/(м²·°С):

. (9.13)

Коэффициент теплопередачи определяется по формуле, Вт/(м²·°С):

, (9.14)

где – коэффициент, учитывающий уменьшение коэффициента теплопередачи из-за термического сопротивления накипи и загрязнений на пластине, принимается равным 0,7…0,85;

– толщина пластины, м;

– теплопроводность пластины, принимается для стали равной 58 Вт/(м  °С), для латуни — 105 Вт/(м  °С).

Температурный напор теплообменника отопления определяется по формуле, °С:

. (9.15)

Требуемая поверхность теплообмена определяется по формуле, м²:

. (9.16)

По данным табл. 1-3 прилож. 12 подбираем количество пластин, обеспечивающих ближайшую большую поверхность теплообмена.

Количество ходов в теплообменнике находим по формуле:

, (9.17)

где – поверхность нагрева одной пластины, м².

Потери давления, кПа в пластинчатых теплообменниках определяется по формуле:

для нагреваемой воды

, (9.20)

для греющей воды

. (9.21)

Циркуляционный насос в независимой системе отопления подбирается на подачу расхода при давлении с запасом 10%.

Потери давления в греющей секции теплообменника должны быть меньше располагаемого перепада давления в тепловых сетях.