8.2. Подбор гидроэлеватора

Гидроэлеватор устанавливается на вводе в здание в открытых системах

теплоснабжения от тепловых сетей (см. рис. 4.2) и за счет подмешивания

охлажденной воды из обратного трубопровода к перегретой воде теплосети

позволяет получить теплоноситель с расчетной температурой (95–105 °С).

Схема гидроэлеватора приведена на рис. 8.2.

Рис. 8.2. Схема гидроэлеватора: 1 – из теплосети; 2 – из обратной

магистрали системы отопления; 3 – в подающую магистраль

По конструкции гидроэлеватор представляет собой водоструйный насос,

работающий за счет энергии, создаваемой перепадом давления в прямой и

обратной магистралях теплосети.

Гидроэлеватор характеризуется двумя основными параметрами – диаметром

горловины dг и диаметром сопла dс.

Диаметр горловины dг, мм, определяют по формуле

(8.2)

где Gсм – расход теплоносителя на первом участке от элеватора к системе

отопления, кг/ч, определяемый по гидравлическому расчету [формула (6.10)];

Δ Рнас – циркуляционное давление в системе отопления, Па, определяется по

формуле (6.8).

По диаметру горловины производится выбор номера серийного

гидроэлеватора (ВТИ – Мосэнерго или другого типа) по табл. 8.2.

Таблица 8.2

Стандартные гидроэлеваторы

Номер элеватора 1 2 3 4 5 6 7

Диаметр горловины dг, мм 15 20 25 30 35 47 59

Диаметр сопла dс , мм, определяют как

dc = dг / (1+U), (8.3)

где U должно быть определено ранее по формуле (6.9).

Пример 4. Подбор гидроэлеватора.

Исходные данные: здание и систему отопления принять с характеристиками в

соответствии с примерами 1, 2 и 3.

Решение. Ранее в примерах определены основные параметры системы

отопления, необходимые для выбора элеватора: Gсм = G1 = 4177 кг/ч, Δ Рнас =

24400 Па, U = 0,71.

По формуле (8.2) определяют диаметр горловины

= 14,3 мм.

Принят серийный гидроэлеватор ВТИ-Мосэнерго № 1 с диаметром горловины

15 мм.

Диаметр сопла dс=15/(1+0,71) = 8,8 ≈ 9 мм.

8.3. Подбор водонагревателя

Водонагреватели __________устанавливаются в закрытых схемах теплоснабжения или в

пароводяных системах. В этих схемах водонагреватель играет роль котла. В

зависимости от первичного теплоносителя водонагреватели разделяются на

пароводяные и водоводяные. В системах отопления наиболее частое

применение имеют скоростные водоводяные секционные водонагреватели,

схема сборки которых приведена на рис. 8.3. По конструкции теплообменник

представляет собой трубки в трубе. В теплообменных трубках движется

горячая вода, а в межтрубном пространстве движется вода из системы

отопления.

Промышленность выпускает водонагреватели разных типов, отличающихся в

основном поверхностью нагрева. Наружный диаметр корпуса их составляет

от 57 до 325 мм, в корпусе одной секции располагается от 4 до 151 трубки.

Устанавливается водонагреватель при теплоснабжении отдельных зданий в

подвале или техническом этаже.

Рис. 8.3. Схема скоростного пятисекционного водонагревателя: 1 – ввод из

теплосети; 2 – выход в теплосеть; 3 – из системы отопления; 4 – в систему

отопления; 5 – теплообменные трубки

Выбор водонагревателя производится в следующей последовательности.

По рекомендуемой скорости движения нагреваемой воды Vр = 1 м/с

определяют рекомендуемую площадь сечения трубок нагревателя, м2,

fтр = G/(3600 ρ Vр), (8.4)

где G – расход воды в системе отопления, кг/ч; ρ ≈ 1000 кг/м3 – плотность

воды.

По табл. 8.3 подбирают марку водонагревателя с близким значением

площади трубок. Для выбранной марки по табл. 8.3 для одной секции

водонагревателя находят площадь нагрева f, площадь сечения трубок fтр.факт.

Таблица 8.3

Конструктивные характеристики секций скоростных водонагревателей

Площадь живого

сечения, м2 Номер

водонагревателя

Диаметр

корпуса,

мм

Длина,

мм

Число

трубок

Поверхность

нагрева f, м2 трубок

fтр

межтрубного

пространства

fм.п

1 57 2220 4 0,37

2 57 4220 4 0,75

0,00062 0,00116

3 76 2300 7 0,65

4 76 4300 7 1,31

0,00108 0,00233

5 89 2340 12 1,11 0,00185 0,00287

8 114 4424 19 3,54 0,00293 0,005

9 168 2620 37 3,4 0,0057 0,0122

Определяют фактическую скорость нагреваемой воды, м/с,

V = G/(3600 ρ fтр. факт.). (8.5)

По табл. 8.4 определяют коэффициент теплопередачи k, соответствующий

__________фактической скорости нагреваемой воды V и рекомендуемой скорости

движения греющей воды 1,0–1,5 м/с.

Таблица 8.4

Значения коэффициентов теплопередачи k, Вт/ м2 °С

Скорость нагреваемой Скорость греющей воды, м/с

воды, м/с

0,5 0,75 1,0 1,5

0,5 1102 1276 1392 1508

0,75 1241 1450 1566 1740

1,0 1334 1566 1740 1972

1,5 1508 1798 2030 2320

Рассчитывают необходимую площадь поверхности нагрева водонагревателя,

м2,

F = 1,07 Q /(k Δ t), (8.6)

где Q – расчетный поток теплоты для отопления здания, Вт, определяемый

по формуле (6.1); k – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2 °С); Δ t – средний

температурный напор между греющей и нагреваемой водой, °С.

Для определения Δ t сначала подсчитывают разности температур между

греющей и нагреваемой водой на противоположных концах нагревателя при

работе с противотоком

Δ t1 = Т1 – tг ; Δ t2 = Т2 – tо , (8.7)

где Т1 , Т2 – температуры греющей и обратной воды в теплосети; tг , tо – то же

горячей и охлажденной воды в системе отопления.

Большей из этих разностей присваивают индекс “б”, меньшей – “м” и

определяют средний температурный напор

Δ t = (Δ tб – Δ tм) / ln (Δ tб /Δ tм) . (8.8)

Число секций водонагревателя

т =F/f , (8.9)

где f – поверхность нагрева одной секции.

Скорость движения воды в водонагревателе во избежание шума не должна

превышать 1,5 м/с, если это условие не соблюдается, секции подогревателя

соединяют параллельно. Характеристики некоторых нагревателей приведены

в табл. 8.3.

Пример 5. Подбор водонагревателя.

Исходные данные: здание и систему отопления принять с характеристиками в

соответствии с примерами 1,2 и 3. Параметры теплоносителя в тепловой

сети Т1= 150 °С, Т2= 70 °С, в сети отопления tг = 85 60 °С (рекомендовано при

применении водоводяных теплообменников).

Из табл. 6.2 расчетный поток теплоты для отопления здания составляет