содержание .. 9 10 11 12 ..
СП РК 4.02-108-2014 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПУНКТОВ (ҚР ЕЖ 4.02-108-2014) - 11
СП РК 4.02-108-2014
Продолжение таблицы Е.1
Наименование
Область применения схемы (см. рисунок 8)
расчетных величин
производственные
здания,
жилые и общественные здания
группа жилых и общественных
с максимальным тепловым
зданий
с
максимальным
потоком на вентиляцию не
тепловым
потоком
на
более
15
% максимального
вентиляцию
более
15
%
теплового потока на
максимального
теплового
отопление
потока на отопление
spI
То же, на выходе из
3,
6Q
I
h
2
2
spI
водоподогревателя
c
G
d
Расход
нагреваемой
Без баков-аккумуляторов
воды, кг/ч
I
I
G
G
G
G
h
h max
h
hm
I
С баками-аккумуляторами
G
G
h
hm
spII
Расход греющей воды,
Gsp3,60,55
,
Q
Q
spI
h
0
hd
G
G
+
GspI
d
do
d
кг/ч
c
c
1
2
1
2
II ступень двухступенчатой схемы
spII
sp
spI
Расчетная
тепловая
Q
Q
Q
h
h
h
производительность II
ступени
водоподогревателя
Температура
С баками-аккумуляторами
II
I
нагреваемой воды, °С,
t
t
h
h
на
входе
в
Без баков-аккумуляторов
водоподогреватель
spII
3,
6Q
II
h
t
t
h
h
II
cG
h
То же, на выходе из
th = 60 oC
водоподогревателя
Температура греющей
1
воды,
°С, на входе в
водоподогреватель
II
spII
То же, на выходе из
3,
6Q
2
2
II
h
2
1
spII
водоподогревателя
c
G
d
87
СП РК 4.02-108-2014
Продолжение таблицы Е.1
Наименование
Область применения схемы (см. рисунок 8)
расчетных величин
производственные
здания,
жилые и общественные здания
группа жилых и общественных
с максимальным тепловым
зданий
с
максимальным
потоком на вентиляцию не
тепловым
потоком
на
более
15
% максимального
вентиляцию
более
15
%
теплового потока на
максимального
теплового
отопление
потока на отопление
II
Расход
нагреваемой
Без баков-аккумуляторов
G
G
h
h max
воды, кг/ч
С баками-аккумуляторами при
С баками-аккумуляторами
отсутствии циркуляции
II
G
G
h
hm
При наличии циркуляции
spII
3,
6Q
II
h
G
h
II
c
60t
h
spII
spII
spI
Расход греющей воды,
3,
6Q
G
G
spII
d
d
d
Gd
кг/ч
c
1
2
Примечания
1 При независимом присоединении систем отопления вместо
следует принимать
.
2
î
2
2 Величина недогрева в I ступени
,
°С, принимается: с баками-аккумуляторами
= 5 °С, при отсутствии баков-аккумуляторов = 10 °С.
3 При определении расчетного расхода греющей воды для I ступени водоподогревателя расход воды
от систем вентиляции не учитывается.
4 Температуру нагреваемой воды на выходе из подогревателя th в ЦТП и в ИТП следует принимать
равной 60 °С, а в ЦТП с вакуумной деаэрацией - th = 65 °С.
5 Величина теплового потока на отопление в точке излома графика температур
Q
определяется по
0
t
t
i
í
формуле
Q
Q
o
omax
t
t
i
o
88
СП РК 4.02-108-2014
Приложение Ж
(информационное)
Тепловой и гидравлический расчет горизонтальных секционных
кожухотрубных водоводяных подогревателей
Горизонтальные секционные скоростные водоподогреватели по ГОСТ
27590 с
трубной системой из прямых гладких или профилированных труб отличаются тем, что для
устранения прогиба трубок устанавливаются двухсекторные опорные перегородки,
представляющие собой часть трубной решетки. Такая конструкция опорных перегородок
облегчает установку трубок и их замену в условиях эксплуатации, так как отверстия
опорных перегородок расположены соосно с отверстиями трубных решеток.
Каждая опора установлена со смещением относительно друг друга на 60°, что
повышает турбулизацию потока теплоносителя, проходящего по межтрубному
пространству, и приводит к увеличению коэффициента теплоотдачи от теплоносителя к
стенке трубок, а, соответственно, возрастает теплосъем с 1 м2 поверхности нагрева.
Используются латунные трубки наружным диаметром 16 мм, толщиной стенки 1 мм по
ГОСТ 21646 и ГОСТ 494.
Еще большее увеличение коэффициента теплопередачи достигается применением в
трубном пучке вместо гладких латунных трубок профилированных, которые
изготавливаются из тех же трубок путем выдавливания на них роликом поперечных или
винтовых канавок, что приводят к турбулизации пристенного потока жидкости внутри
трубок.
Водоподогреватели состоят из секций, которые соединяются между собой калачами
по трубному пространству и патрубками
- по межтрубному. Патрубки могут быть
разъемными на фланцах или неразъемными сварными. В зависимости от конструкции
водоподогреватели для систем горячего водоснабжения имеют следующие условные
обозначения: для разъемной конструкции с гладкими трубками
- РГ, с
профилированными
- РП; для сварной конструкции
- соответственно, СГ, СП
(направление потоков теплообменивающихся сред приведено в 5.5.1.3 настоящего свода
правил).
Пример условного обозначения водоподогревателя разъемного типа с наружным
диаметром корпуса секции 219 мм, длиной секции 4 м, без компенсатора теплового
расширения, на условное давление 1,0 МПа, с трубной системой из гладких трубок из
пяти секций, климатического исполнения УЗ: ПВ 219 х 4-1, 0-РГ-5-УЗ ГОСТ 27590.
Технические характеристики водоподогревателей приведены в таблице Ж.1, а
номинальные габариты и присоединительные размеры
- в таблице Ж.2 настоящего
приложения.
Методика расчета водоподогревателей горячего водоснабжения
Ж.1 Для выбора необходимого типоразмера водоподогревателя предварительно
задаемся оптимальной скоростью нагреваемой воды в трубках равной Wтр = 1 м/с и,
исходя из двухпоточной компоновки каждой ступени, определяем необходимое сечение
трубок водоподогревателяf óñë, м2 по формуле
òð
89
СП РК 4.02-108-2014
Таблица Ж. 1 - Технические характеристики водоподогревателей по ГОСТ 27590
Тепловая производительность
sp
Масса, кг
Q
, кВт, секции длиной, м
ñåê
Число
Наружный
Площадь
Эквивалент-
Поверхность
калача,
трубок
Площадь
диаметр
сечения
ный диаметр
нагрева одной
секции
Система из труб
исполнен
перехода
в
сечения
длиной, м
корпуса
межтрубного
межтрубного
секции fceк, м2,
ие
секции
трубок
секции,
пространства,
пространства,
при длине, м
гладких
профилирован
n,
fтр , м2
Dн, мм
fмтр, м2
dэкв м
(исполнение
ных
шт.
1 )
(исполнение 2)
2
4
2
4
2
4
2
4
1
3
1
3
57
4
0,00116
0,00062
0,0129
0,37
0,75
8
18
10
23
23,5
37,0
8,6
7,9
5,5
0,8
76
7
0,00233
0,00108
0,0164
0,65
1,32
12
25
15
35
32,5
52,4
10,9
10,4
6,8
0,7
89
10
0,00327
0,00154
0,0172
0,93
1,88
18
40
20
50
40,0
64,2
13,2
12,0
8,2
0,4
114
19
0,005
0,00293
0,0155
1,79
3,58
40
85
50
110
58,0
97,1
17,7
17,2
10,5
7,3
168
37
0,0122
0,00570
0,019
3,4
3,49
6,98
70
145
90
195
113,0
193,8
32,8
32,8
17,4
219
61
0,02139
0,00939
0,0224
5,75
11,51
114
235
150
315
173,0
301,3
54,3
52,7
26,0
9,3
273
109
0,03077
0,01679
0,0191
10,28
20,56
235
475
315
635
262,0
461,7
81,4
90,4
35,0
6,6
325
151
0,04464
0,02325
0,0208
14,24
28,49
300
630
400
840
338,0
594,4
97,3
113,0
43,0
4,5
Примечания
1 Наружный диаметр трубок 16 мм, внутренний -14 мм.
2 Тепловая производительность определена при скорости воды внутри трубок 1 м/с, равенстве расходов теплообменивающихся сред и температурном напоре 10°С (температурный
перепад по греющей воде 70 оС - 15 °С, нагреваемой - 5 оС - 60 оС).
3 Гидравлическое сопротивление в трубках не более 0,004 МПа для гладкой трубки и 0,008 МПа - для профилированной при длине секции 2 м и соответственно не более 0,006 МПа и
0,014 МПа при длине секции 4 м; в межтрубном пространстве гидравлическое сопротивление равно 0,007 МПа при длине секции 2 м и 0,009 МПа - при длине секции 4 м.
4 Масса определена при рабочем давлении 1 МПа.
5 Тепловая производительность дана для сравнения с подогревателями других типоразмеров или типов.
90
СП РК 4.02-108-2014
Таблица Ж.2 - Номинальные габариты и присоединительные размеры
водоподогревателей , мм
Наружный
L2
L3,
диаметр
исполнение
по
корпуса
D
D1
D2
d
dH
H
h
L
L1
по рисунку
рисунку
секции DH,
3
4
мм
1
3
57
160
45
145
145
45
200
100
2225;4225
133
146
70
76
180
57
160
160
57
200
100
2265;4265
143
178
80
89
195
76
180
180
76
240
120
2320;4320
170
217
85
114
215
89
195
195
89
300
150
2350;4350
2000;
210
250
.90
168
280
114
215
245
133
400
200
2490;4490
4000
310
340
140
219
325
168
280
280
168
500
250
2610;4610
415
450
150
273
390
219
335
335
219
600
300
2800;4800
512
600
190
325
440
219
335
390
273
600
300
2800;4800
600
600
190
G
óñë
hmax
f
(Ж.1)
òð
23600W
òð
óñë
В соответствии с полученной величиной
f
и по таблице Ж.1 выбираем
òð
необходимый типоразмер водоподогревателя.
Ж.2 Для выбранного типоразмера водоподогревателя определяем фактические
скорости воды в трубках и межтрубном пространстве каждого водоподогревателя при
двухпоточной компоновке по формулам:
G
hmax
Wтр =
;
(Ж.2)
23600
f
òð
G
dh
Wмтр =
(Ж.3)
23600
f
ìòð
Ж.3 Коэффициент теплоотдачи
, Вт/(м2·°С), от греющей воды к стенке трубки
1
определяется по формуле
,
2
W
ãð
ãð
ìòð
1,16
1
21018t
0,03
t
,
(Ж.4)
1
ñð
ñð
,
dýê
â
ãð
ãð
t
t
ãð
âõ
âûõ
где
t
(Ж.5)
ñð
2
Эквивалентный диаметр межтрубного пространства, м, определяется по формуле
91
СП РК 4.02-108-2014
2
D2 nd
íàð
dэкв = åê
( Ж.6)
D
nd
åê
íàð
Для выбранного типоразмера водоподогревателя dэкв принимается по таблице Ж.1.
Ж.4 Коэффициент теплоотдачи
, Вт/(м2·С), от стенки трубки к нагреваемой воде
2
определяется по формуле
,
2
W
í
y
òð
1,16
121018t
0,038
t
,
(Ж.7)
2
ñð
ch
,
dåê
í
í
t
t
í
âõ
âûõ
где
t
( Ж.8)
ñð
2
Ж.5 Коэффициент теплопередачи водоподогревателя к, Вт/(м2·°С), следует
определять по формуле
k =
,
(Ж.9)
1
1
ñò
1
2
ñò
где
- коэффициент эффективности теплообмена для гладкотрубных водопо-
догревателей с опорами в виде полок = 0 95, для гладкотрубных с блоком опорных
перегородок = 1,2, для профилированных и с блоком опорных перегородок = 1,65;
β - коэффициент, учитывающий загрязнение поверхности труб в зависимости от
химических свойств воды, принимается = 0,8 - 0,95.
Ж.6 При заданной величине расчетной производительности водоподогревателя
sp
Q
по полученным значениям коэффициента теплопередачи k и среднелогарифмической
h
разности температур Δtcp определяется необходимая поверхность нагрева
водоподогревателя F по формуле (Д.1) приложения Д.
Ж.7 Число секций водоподогревателя в одном потоке N, шт., исходя из
двухпоточной компоновки, определяется по формуле
F
N =
(Ж.10)
2
f
ceê
Если величина N, полученная по формуле
(Ж.10) имеет дробную часть,
составляющую более 0,2, число секций следует округлять в большую сторону.
Ж.8 Потери давления
Р, кПа, в водоподогревателях следует определять по
формулам:
92
СП РК 4.02-108-2014
для нагреваемой воды, проходящей в гладких трубках:
а) при длине секции 4 м
2
g
h
Ð
,
N
;
(Ж.11)
í
fòð
б) при длине секции 2 м
2
g
h
P
5
N
,
(Ж.12)
í
fòð
где ij - коэффициент, учитывающий накипеобразование, принимается по опытным
данным, при их отсутствии - следует принимать = 2... 3;
для нагреваемой воды, проходящей в профилированных трубках, в формулах (Ж.11)
и (Ж.12) вводится повышающий коэффициент 3;
для греющей воды, проходящей в межтрубном пространстве:
2
P
BW
N
( Ж.13)
í
üòð
Коэффициент В приведен в таблице Ж.3.
Таблица Ж.3 - Значение коэффициента В
Значение коэффициента В
Наружный диаметр
при длине секции, м
корпуса секции DН, мм
2
4
57
25
30
76
25
30
89
25
30
114
18
25
168
11
25
219
11
20
273
11
20
325
11
20
93
СП РК 4.02-108-2014
Пример расчета
для двухступенчатой схемы присоединения водоподогревателей горячего
водоснабжения с ограничением максимального расхода воды из тепловой сети на ввод и
регулированием подачи теплоты на отопление
Выбрать и рассчитать водоподогревательную установку для системы горячего
водоснабжения центрального теплового пункта на 1516 условных квартир (заселенность -
3,5 чел на квартиру), оборудованную водоподогревателями, состоящими из секций
кожухотрубного типа с трубной системой из прямых гладких трубок и блоками опорных
перегородок по ГОСТ 27590.
Водоподогреватели присоединены к тепловой сети по двухступенчатой смешанной
схеме с ограничением максимального расхода воды из тепловой сети на ввод.
Система отопления присоединена к тепловым сетям по зависимой схеме с
автоматическим регулированием подачи теплоты.
Баки-аккумуляторы нагреваемой воды как в ЦТП, так и у потребителей отсутствуют.
Исходные данные:
1. Регулирование отпуска теплоты в системе централизованного теплоснабжения
принято центральное, качественное по совмещенной нагрузке отопления и горячего
водоснабжения.
2. Температура теплоносителя (греющей воды) в тепловой сети в соответствии с
принятым для данной системы теплоснабжения графиком изменения температуры воды в
зависимости от температуры наружного воздуха принята:
при расчетной температуре наружного воздуха для проектирования отопления
tо=- 26 °С:
- в подающем трубопроводе 1 = 150 °С;
- в обратном трубопроводе 2= 70 °С;
- в точке излома графика температуры tн = 23 °С:
- в подающем трубопроводе
= 80 °С;
1
- в обратном трубопроводе
= 42 °С.
2
3. Температура холодной водопроводной
(нагреваемой) воды в отопительный
период, поступающей в водоподогреватель I ступени, tc = 2 °С (по данным эксплуатации).
4. Температура воды, поступающей в систему горячего водоснабжения, на выходе из
II ступени водоподогревателя th = 60 °С.
5. Максимальный тепловой поток на отопление потребителей, присоединенных к
ЦТП, Qomax = 5,82106 Вт.
6. Расчетная тепловая производительность водоподогревателейQsp
= 4,57106 Вт.
h
7. Максимальный расчетный секундный расход воды на горячее водоснабжение
gh = 21,6 л/с.
Порядок расчета:
1. Максимальный расход сетевой воды на отопление
94
СП РК 4.02-108-2014
6
3,6
3,6
,
Qo
max
3
Gdo =
62,510
кг/ч.
c
4,2
150
70
1
2
2. Максимальный расход греющей воды на горячее водоснабжение
6
3,60,55
3,60.554,5710
Qh
max
3
Gdhmax =
5710
кг/ч.
c
4,2
8042
1
2
3. Для ограничения максимального расхода сетевой воды на ЦТП в качестве
расчетного принимается больший из двух расходов, полученных по пунктам 1, 2 порядка
расчета настоящего приложения.
Gd = Gdo = 62,5 ·103 кг/ч.
4. Максимальный расход нагреваемой воды через I и II ступени водоподогревателя
6
3,6Q
3,64.5710
hmax
3
Ghmax =
6810
кг/ч.
c
t
t
4,2
602
h
c
5. Температура нагреваемой воды за водоподогревателем I ступени
I
t
5
42537
оС.
h
1
6. Расчетная производительность водоподогревателя I ступени
spI
I
c
3
,
6
Q
G
t
t
6810
37
2
2,7610
Вт.
h
hmax
h
c
3,
6
3,
6
7. Расчетная производительность водоподогревателя II ступени
spII
sp
spI
6
6
6
Q
Q
Q
4,57 10
2,76 10
,
Вт.
h
h
h
8. Температура греющей воды на выходе из водоподогревателя II ступени II
и на
2
входе в водоподогреватель I ступениI
1
spII
6
3,
6Q
3,61.8110
I
I
h
80
55
оС.
2
1
cG
4,262,5103
d
9. Температура греющей воды на выходе из водоподогревателя I ступени
sp
6
3,
6Q
3,64,5710
I
I
h
80
17
оС.
2
1
cG
4,262,5103
d
95
СП РК 4.02-108-2014
10. Среднелогарифмическая разность температур между греющей и нагреваемой
водой для I ступени водоподогревателя
t
t
5537
172
I
6
ì
t
1
,
°C.
ñð
t
18
6
2,31lg
2,3lg
t
15
ì
11. Среднелогарифмическая разность температур между греющей и нагреваемой
водой для II ступени водоподогревателя
t
t
8060
5537
II
6
ì
t
19
оС.
cp
t
20
6
2,3lg
2,3lg
t
18
ì
12. В соответствии с п. 1 настоящего приложения определяем необходимое сечение
трубок водоподогревателя при скорости воды в трубках Wтр= 1м/с и двухпоточной схеме
включения
3
G
6810
óñë
hmax
f
0,0094
м2.
òð
3
23600W
23600110
òð
По таблице Ж.1 настоящего приложения и полученной величинеf óñë
подбираем тип
òð
водоподогревателя со следующими характеристиками:
fтр = 0,0093 м2;
Dн = 219 мм;
fмтр = 0,02139 м2;
dэкв= 0,0224 м;
fсек= 11,51 м2 (при длине секции 4 м);
d
íàð
16
мм.
d
14
åê
13. Скорость воды в трубках при двухпоточной компоновке
3
G
6810
hmax
Wтр =
1,01м/с.
3
23600
f
236000,009310
òð
14. Скорость воды в межтрубном пространстве при двухпоточной компоновке
3
G
62,510
d
Wмтр =
0,41
м/с.
3
23600
f
236000,0213910
ìòð
96
СП РК 4.02-108-2014
15. Расчет водоподогревателя I ступени:
а) средняя температура греющей воды
ãð
ãð
t
t
5517
ãð
âõ
âûõ
t
36°C;
ñð
2
2
б) средняя температура нагреваемой воды
í
í
t
t
237
í
âõ
âûõ
t
1
,
°C;
ñð
2
2
в) коэффициент теплопередачи от греющей воды к стенке трубки
,
,
2
W
0,41
ãð
ãð
ìòð
2
1.16
121018t
0,038
t
1,16
120118360,03836
1
ñð
ñð
,
,
d
0,0224
ýêâ
2187Вт/(м2·°С);
г) коэффициент теплоотдачи от стенки трубки к нагреваемой воде
,
,
2
W0
ãð
í
òð
2
1,01
1,16
1210 18t
0,038
t
1,16
120101819,50,03819,5
2
ñð
ñð
,
,
d
0,014
åê
= 4222 Вт/(м2·°С);
д) коэффициент теплопередачи при = 0,9
1,2
,
I
k
1535
Вт/(м2·°С).
1
1
1
1
0,001
ñò
2187
4222
105
1
2
ñò
Коэффициент принят равным 1,2 для гладких трубок;
е) требуемая поверхность нагрева водоподогревателя I ступени
spI
I
h
2,76106
F
Q
108,7
м2;
òð
I
kIt
15351
,
ñð
ж) число секций водоподогревателя I ступени при длине секции 4 м
I
F
10
,
NI =
4,72
секции.
2
f
211,51
ñåê
Принимаем 5 секций в одном потоке; действительная поверхность нагрева будет
FI = 11,51·2·5 = 115 м2.
97
СП РК 4.02-108-2014
16. Расчет водоподогревателя II ступени:
а) средняя температура греющей воды
ãð
ãð
t
t
8055
ãð
âõ
âûõ
t
6
,
°С;
ñð
2
2
б) средняя температура нагреваемой воды
í
í
t
t
3760
í
âõ
âûõ
t
4
,
°С;
ñð
2
2
в) коэффициент теплопередачи от греющей воды к стенке трубки
,
,
2
W
0,41
ãð
ãð
ìòð
1,16
1210 18t
0,038
t
1,16
1210 18 67,5 0,03867,5
1
ñð
ñð
0,
2
2
,
d
0,0224
ýêâ
= 2730 Вт/(м2·°С);
г) коэффициент теплоотдачи от стенки трубки к нагреваемой воде
,
,
2
W
ãð
í
òð
2
1,01
1,16
1210 18t
0,038
t
1,16
1210 18 48,5 0,03848,5
2
ñð
ñð
,
,
d
0,014
åê
= 5443 Вт/(м2·°С);
д) коэффициент теплопередачи при = 0,9
1,2
,
kII
=
1931
Вт/(м2·°С);
1
1
1
1
0,001
ñò
2730
5443
105
1
2
cò
е) требуемая поверхность нагрева водоподогревателя II ступени
spI
II
h
1,81106
F
Q
49,4
м2;
òð
II
II
k
t
193
ñð
ж) число секций водоподогревателя II ступени
II
F
4
,
òð
NII =
2,15
секции.
2
f
211,51
ñåê
Принимаем 2 секции в одном потоке, действительная поверхность нагрева будет
98
СП РК 4.02-108-2014
FII = 11,51·2·2 = 46 м2.
В результате расчета получилось по
2 секции в каждом водоподогревателе II
ступени и 5 - в каждом водоподогревателе I ступени суммарной поверхностью нагрева
161 м2.
17. Потери давления в водоподогревателях (7 последовательных секций в каждом
потоке):
для воды, проходящей в трубках (с учетом =2)
2
2
gh
2
,
ΔPн =
7,5
N
2
,
7
142
кПа.
fòð
20.009310
для воды, проходящей в межтрубном пространстве
2
2
ΔPгр = ВW
N
200,41
7
23,5
кПа;
ìòð
Коэффициент В принимается по таблице Ж.3 настоящего приложения.
При применении водоподогревателя с профилированными трубками необходимое
число секций в I ступени составит 3 секции, а во II- 2 секции в одном потоке. Потери
давления по нагреваемой воде с коэффициентом = 2 составляют 300 кПа.
Выпускаются кожухотрубные многоходовые водоподогреватели с I и II ступенями
нагрева в одном корпусе, технические характеристики которых приведены в таблице Ж.4
настоящего приложения. Тепловая производительность определена для условий, близких
к реальным в системе теплоснабжения:
- для водоподогревателей горячего водоснабжения: температурный перепад по
греющей воде 70 °С - 30 °С, по нагреваемой - 5 °С - 60 °С, максимальные потери
давления по нагреваемой воде, направляемой по трубкам, - 27-36 кПа (ИТП-ЦТП);
- для водоподогревателей отопления: температурный перепад по греющей воде -
150 °С - 76 °С, по нагреваемой, направляемой по межтрубному пространству, при
применении в ИТП - 105 °С - 70 °С и максимальной потере давления - 30 кПа; при
применении в ЦТП - 120 °С - 70 °С и максимальной потере давления - 60 кПа (потери
давления приняты везде для нового, чистого теплообменника).
Запас в поверхности нагрева принят 20 %.
В пересчете на расчетный режим работы по ГОСТ 27950-88Е (скорость воды в
трубках 2 м/с) эти же установки ТМПО и ТМПГ, применяемые в ИТП, будут иметь
характеристики, приведенные в таблице Ж.5. При этом достигаются такие же
коэффициенты теплопередачи
как и в пластинчатых водоподогревателях на
максимальных скоростях теплоносителей.
Технические характеристики водоподогревателя блочного типа приведены в
таблице Ж.5.
99
СП РК 4.02-108-2014
Таблица Ж.4 - Технические характеристики горизонтальных многоходовых, кожухотрубных водоподогревателей с профилированной
трубкой для систем отопления и горячего водоснабжения
Обозначение
Тепловая
Площадь
Число
Площадь сечения
Размер
Эквива-
Наруж
Габариты
Масса,
Потери
Макси
Коэффиц
мощность,
поверхности
ходов
трубки
лентный
ный
a x l x h,
кг
давления
мальный
иент
кВт
нагрева, м2
(секций)
трубок,
межтруб-
dB/dH,
диаметр,
диамет
мм
по
по меж-
расход
теплопер
м2
ного
мм
мм
р
труб
трубному
нагревае
едачи,
про
корпус
кам,
пространс
мой
Вт/ (м2
·
странст
а
кПа
тву,
воды,
С)
ва, м2
DH, мм
кПа
м3/ч
Теплообменники многоходовые для отопления в ИТП (параметры теплоносителей 150 - 76/105 - 70°С, нагреваемая вода по межтрубному пространству)
ТМПО 76х2-
270
3,25
5
0,0010
0,00233
14/16
0,0164
500
0,55х2,51х0,73
350
20
29
6,7
5180
1,0-5-УЗ
8
ТМПО 89х2-
380
4,65
5
0,0015
0,00327
14/16
0,0172
565
0,62х2,53х0,80
500
19
29
9,4
5120
1,0-5-УЗ
4
ТМПО114х2-
585
8,95
5
0,0029
0,0050
14/16
0,0155
670
0,73х2,59х0,94
700
13
29
14,4
4760
1,0-5-УЗ
3
ТМПО133х2-
880
10,80
5
0,0040
0,0075
14/16
0,0197
670
0,73х2,65х1,07
900
15
29
21,6
-
1,0-5-УЗ
ТМПО168х2-
1430
17,45
5
0,0057
0,0122
14/16
0,0190
895
0,95х2,69х1,20
1020
19
29
35,1
5080
1,0-5-УЗ
Теплообменники многоходовые для горячего водоснабжения в ИТП (параметры теплоносителей 70-30/5-60°С, нагреваемая вода по трубкам)
ТМПГ 76х2-
200
4,55
7
0,0010
0,00233
14/16
0,0164
400
0,55х2,51х0,73
400
27
16
3,1
3090
1,0-7-УЗ
8
ТМПГ 89х2-
280
6,51
7
0,00154
0,00327
14/16
0,0172
565
0,62х2,53х0,8
560
27
17
4,4
100
1,0-7-УЗ
ТМПГ
540
12,53
7
0,00293
0,0050
14/16
0,0155
670
0,73х2,59х0,94
760
27
26
8,4
430
114х2-1,0-7-
УЗ
100
СП РК 4.02-108-2014
Продолжение таблицы Ж.4
Обозначение
Тепловая
Площадь
Число
Площадь сечения
Размер
Эквива-
Наружн
Габариты
Масса,
Потери
Макси
Коэффиц
мощность,
поверхност
ходов
трубки
лентный
ый
a x l x h,
кг
давления
мальный
иент
кВт
и
(секций)
трубок,
межтруб-
dB/dH,
диаметр,
диаметр
мм
по
по меж-
расход
теплопер
нагрева, м2
м2
ного
мм
мм
корпуса
труб
трубному
нагревае
едачи,
про
DH, мм
кам,
пространс
мой
Вт/ (м2
·
странст
кПа
тву,
воды,
С)
ва, м2
кПа
м3/ч
ТМПГ
735
15,12
7
0,0040
0,0075
14/16
0,0197
670
0,73х2,65х1,07
960
27
22
11,5
-
133х2-1,0-7-
УЗ
ТМПГ
1050
24,43
7
0,0057
0,0122
14/16
0,0190
895
0,95х2,69х1,21
1140
27
16
16,4
3050
168х2-1,0-7-
УЗ
Теплообменники многоходовые для отопления в ЦТП (параметры теплоносителей 150-76/120 - 70°С, нагреваемая вода по межтрубному пространству)
ТМПО168х4-
2550
27,92
4
0,0057
0,0122
14/16
0,0190
670
0,73х4,69х0,94
1220
76
60
43,9
6920
1,0-4-УЗ
ТМПО219х4-
4470
46,0
4
0,00939
0,02139
14/16
0,0224
895
0,95х4,74х1,20
2240
85
60
77,0
6915
1,0-4-УЗ
ТМЛО273х4-
6420
82,24
4
0,01679
0,03077
14/16
0,0191
1010
1,10х4,83х1,31
2800
55
60
110,8
6590
1,0-4-УЗ
Теплообменники многоходовые для горячего водоснабжения в ЦТП при двухпоточной схеме (параметры, как и в ИТП)
ТМПГ114х4-
1350
28,64
4+4
2х0,00293
2х0,0050
14/16
0,0155
2х565
2,15х4,59х0,84
1560
36
49
21,1
3810
1,0-4+4-УЗ
ТМПГ
1840
34,56
4+4
2х0,0040
2х0,0075
14/16
0,0197
2х565
2,25х4,64х0,90
2000
36
32
28,8
-
133х4-1,0-
4+4-УЗ
ТМПГ168х4-
2620
55,84
4+4
2х0,0057
2х0,0122
14/16
0,0190
2х670
2,35х4,69х0,94
2440
36
25
41,0
3360
1,0-4+4-УЗ
101
СП РК 4.02-108-2014
Продолжение таблицы Ж.4
Обозначение
Тепловая
Площадь
Число
Площадь сечения
Размер
Эквива-
Наруж
Габариты
Масса,
Потери
Макси
Коэффиц
мощность,
поверхности
ходов
трубки
лентный
ный
a x l x h,
кг
давления
мальный
иент
кВт
нагрева, м2
(секций)
трубок,
межтруб-
dB/dH,
диаметр,
диамет
мм
по
по меж-
расход
теплопер
м2
ного
мм
мм
р
труб
трубному
нагревае
едачи,
про
корпус
кам,
пространс
мой
Вт/ (м2 ·
странст
а
кПа
тву,
воды,
С)
ва, м2
DH, мм
кПа
м3/ч
ТМПГ210х4-
4310
92,0
4+4
2х0,00939
2х0 02139
14/16
0,0224
2х895
2,8х4,74х1,20
4 36
28
67,6
3200
1,0-4+4-УЗ
480
ТМПГ273х4-
7710
164,48
4+4
2х0,01679
2х0,03077
14/16
0,0191
2х1010
3,0х4,83х1,31
5 36
34
120,9
3610
1,0-4+4-УЗ
600
Теплообменник и многоходовые для горячего водоснабжения в ЦТП при однопоточной схеме (параметры, как и в ИТП)
ТМПГ
168х4-
1310
27,92
4
0,0057
0,0122
14/16
0,0190
670
0,73х4,69х0,94
1220
36
25
20,5
3360
1,0-4-УЗ
ТМПГ
219х4-
2150
46,0
4
0,00939
0,02139
14/16
0,0224
895
0,95х4,74х1,20
2240
36
28
33,8
3200
1,0-4-УЗ
ТМПГ
273х4-
3850
82,24
4
0,01679
0,03077
14/16
0,0191
1010
1,10х4,83х1,31
2800
36
34
60,5
3610
1,0-4-УЗ
Примечание - Рабочее давление - 1 МПа, максимальная температура теплоносителя - 150 °С. запас по поверхности нагрева - около 20 %. Условное обозначение при заказе: ТМПО - теплообменник
многоходовой с профильной трубкой для отопления; ТМПГ - то же, для горячего водоснабжения; далее - диаметр корпуса секции, длина секции, давление; число секций в теплообменнике (две цифры через «+ª -
двухпоточная схема); УЗ - вид климатического исполнения теплообменника по ГОСТ 15150.
102
СП РК 4.02-108-2014
Таблица Ж.5 - Основные технические характеристики водоподогревателей блочного типа для ИТП (установка из 3 блоков)
Размеры, мм
Масса, кг,
Расчетный
Диаметр
одного блока
тепловой
Условное
секции
всего
Поверхность
поток, кВт,
обозначение
D, мм,
подогревателя
нагрева, м2
при
при заказе
кол.
d1
d2
H
H1
h
h1
h2
I
I1
I2
I3
i4
b
b1
Wтр=1м/с,
секц.
tср=10 С
ПВ 57х2-
1,0-БП-6-
57х6
45
38
276
828
87
189
552
100
84
160
238
34
160
260
0,743= 2,22
90,0
УЗ
ПВ 76х2-
1,0-БП-6-
76х6
57
45
314
942
106
208
628
115
93
170
257
43
180
280
1,33 =3,9
156,0
УЗ
ПВ 89х2-
1,0-БП-6-
89х6
76
57
342
1026
119
223
684
125
100
185
271
50
195
295
1,863= 5,58
223,0
УЗ
ПВ 114х2-
1,0-БП-6-
114х6
89
76
387
1161
144
243
774
135
112
205
294
62
215
315
430,0
УЗ
ПВ 168х2-
1,0-БП-6-
168х6
133
108
498
1482
198
300
996
150
139
240
349
89
280
З80
840,0
УЗ
Примечание - Гидравлическое сопротивление установки при Wтр = 1 м/с, Wмтр = 0,5 м/с составляет:ΔРтр = 40 кПа, ΔРмтр = 25 кПа.
103
СП РК 4.02-108-2014
Приложение И
(информационное)
Пример теплового и гидравлического расчета пластинчатых
водоподогревателей (по ГОСТ 15518)
Выпускаются пластинчатые теплообменники для теплоснабжения следующих типов:
полуразборные (РС) с пластинами типа 0,5Пр и разборные (Р) с пластинами типа 0,3р и
0,6р.
Технические характеристики указанных пластин и основные параметры
теплообменников, собираемых из этих пластин, приведены в таблицах И.1 и И.2.
Допускаемые температуры теплоносителей определяются термостойкостью
резиновых прокладок. Для теплообменников, используемых в системах теплоснабжения,
обязательным является применение прокладок из термостойкой резины, марки которой
приведены в таблице И.3.
Таблица И.1 - Техническая характеристика пластин
Показатель
Тип пластины
0,3р
0,6р
05Пр
Габариты (длина х ширина х толщина), мм
1370×300×1
1375×600×1
1380×650×1
Поверхность теплообмена, м2
0,3
0,6
0,5
Вес (масса), кг
3,2
5,8
6,0
Эквивалентный диаметр канала, м
0,008
0,0083
0,009
Площадь поперечного сечения канала, м2
0,0011
0,00245
0,00285
Смачиваемый периметр в поперечном сечении
0,66
1,188
1,27
канала, м
Ширина канала, мм
150
545
570
Зазор для прохода рабочей среды в канале, мм
4
4,5
5
Приведенная длина канала, м
1,12
1,01
0,8
Площадь поперечного сечения коллектора
0,0045
0,0243
0,0283
(угловое отверстие на пластине), м2
Наибольший диаметр условного прохода
65(80)
200
200
присоединяемого штуцера, мм
Коэффициент общего гидравлического
19,3
15
15
сопротивления
Re0,25
Re0,25
Re0,25
Коэффициент гидравлического
1,5
1,5
1,5
сопротивления штуцера
Коэффициенты:
0,368
0,492
0,492
А
Б
4,5
3,0
3,0
104
СП РК 4.02-108-2014
Таблица И.2 - Техническая характеристика и основные параметры пластинчатых
теплообменных аппаратов
Тип пластины
Показатель
0,3р
0,6р
0,5Пр
Тип аппарата
разборный
полуразборный
Расход теплоносителя (не более), м3/ч
50
200
200
Номинальная площадь поверхности
теплообмена
аппарата,
м2,
и
исполнение на раме:
консольной (исполнение 1)
От 3 до 10
От 10 до 25
-
двухопорной (исполнение 2)
От 12,5 до 25
От 31,5 до 160
От 31,5 до 140
трехопорной
с
промежуточной
-
От 200 до 300
От 160 до 320
плитой (исполнение 3)
Расчетное давление, МПа (кгс/см2)
1(10)
1(10)
1,6(16)
2,5(25)
Габарит теплообменников, мм
650х400х1665
605х750х1800
2570х650х1860
(3500)
Таблица И.3 - Характеристики прокладок для пластин
Условное
Марка материала
Температура
обозначение
и технические
Каучуковая основа
рабочей среды,
прокладок
условия
°С
0
Резина 359
СКМС-30 и АРКМ-15
От -20 до + 80
(бутадиенметилстирольный каучук)
1
Резина 4326-Г
СКН-18 (бутадиеннитрильный
От -30 до +100
каучук)
2
Резина 51-3042
СКЭПТ (этиленпропилендиеновый
До 150
каучук)
3
Резина 51-1481
СКЭП
(этиленпропилендиеновый
До 150
каучук)
4
Резина ИРП-1225
СКФ-32 и ИСКФ-26
От -30 до +200
(фторированный каучук)
Условное обозначение теплообменного пластинчатого аппарата: первые буквы
обозначают тип аппарата - теплообменник Р (РС) разборный (полусварной), следующее
обозначение - тип пластины, цифры после тире - толщина пластины, далее - площадь
поверхности теплообмена аппарата
(м2), затем
- конструктивное исполнение
(в
соответствии с таблицей И.2), марка материала пластины и марка материала прокладки (в
соответствии с таблицей И.3). После условного обозначения приводится схема
компоновки пластин.
105
СП РК 4.02-108-2014
Пример условного обозначения пластинчатого разборного теплообменного аппарата:
теплообменник Р 0,6р-0,8-16-1К-01 - теплообменник разборный (Р) с пластинками типа
0,6р, толщиной 0,8 мм, площадью поверхности теплообмена 16 м2, на консольной раме, в
коррозионно-стойком исполнении, материал пластин и патрубков - сталь 12Х18Н10Т;
5
5
5
материал прокладки - теплостойкая резина 359; схема компоновки:
Ñ
, что
6
5
5
означает над чертой - число каналов в каждом ходе для греющей воды, под чертой - то
же, для нагреваемой воды.
Дополнительный канал со стороны хода нагреваемой воды предназначен для
охлаждения плиты и уменьшения теплопотерь.
Из рассматриваемых трех теплообменников наиболее целесообразно применение
теплообменников РС
0,5Пр, поскольку эти теплообменники надежно работают при
рабочем давлении до 1,6 МПа (16 кгс/см2).
Пластины попарно сварены по контуру, образуя блок. Между двумя сваренными
пластинами имеется закрытый (сварной) канал для теплофикационной греющей воды.
Разборные каналы допускают давление в них до 1 МПа (10 кгс/см2).
Теплообменники типа Р 0,3р могут применяться в системах теплоснабжения при
отсутствии теплообменников типа РС 0,5. При параметрах теплоносителей до 1,0 МПа
(до 10 кгс/см2), до 150 °С и перепаде давлений между теплоносителями не более 0,5 МПа
(5 кгс/см2).
Применение теплообменников типа Р 0,6р (титан) в системах теплоснабжения
ограничено и допустимо только при отсутствии теплообменников РС 0,5Пр и Р 0,3р при
параметрах теплоносителей не более 0,6 МПа (6 кгс/см2), до 150 °С и перепаде давлений
теплоносителей не более 0,3 МПа (3 кгс/см2).
И.1 Методика расчета пластинчатых водоподогревателей основана на использовании
в них всего располагаемого напора теплоносителей с целью получения максимальной
скорости каждого теплоносителя и соответственно максимального значения
коэффициента теплопередачи или при неизвестных располагаемых напорах по
оптимальной скорости нагреваемой воды, как и при подборе кожухотрубных
водоподогревателей.
В первом случае оптимальное соотношение числа ходов для греющей Х1 и
нагреваемой Х2 воды находится по формуле
0,636
0,364
í
X
G
P
1000t
1
h
ãð
ñð
(И.1)
ãð
X
G
Ð
1000
t
2
d
í
ñð
Если соотношение ходов получается
>2, то для повышения скорости воды
целесообразна несимметричная компоновка, т.е. число ходов теплообменивающихся сред
будет неодинаковым (см. рисунки И.1-И.3 настоящего приложения). При несимметричной
компоновке получается смешанное движение потоков: в части каналов - противоток, в
части
- прямоток, что снижает температурный напор установки по сравнению с
противоточным характером движения теплообменивающихся сред, который имеет место
при симметричной компоновке, и в определенной степени уменьшает выгоду от
106
СП РК 4.02-108-2014
повышения скорости воды при несимметричной компоновке. Поэтому для исключения
смешанного тока теплоносителей более эффективно водоподогревательную установку
собирать из двух или нескольких раздельных теплообменников с симметричной
Рисунок И.1 -Симметричная компоновка пластинчатого водоподогревателя,
обозначение Сх 4/5
Рисунок И.2 - Несимметричная компоновка пластинчатого водоподогревателя,
обозначение Сх (2+2)/5
107
СП РК 4.02-108-2014
Рисунок И.3 - Схема компоновки водоподогревателей I и II подогрева в
одну установку с противоточным движением воды
компоновкой, включенных последовательно по теплоносителю, у которого получается
большее число ходов, и параллельно - по другому теплоносителю. При этом обвязка
соединительными трубопроводами должна обеспечить противоток в каждом
теплообменнике.
И.2 При расчете пластинчатого водоподогревателя оптимальная скорость
принимается исходя из получения таких же потерь давления в установке по нагреваемой
воде, как при применении кожухотрубного водоподогревателя
-
100-150 кПа, что
соответствует скорости воды в каналахWопт = 0,4 м/с.
Поэтому, выбрав тип пластины рассчитываемого водоподогревателя горячего
водоснабжения, по оптимальной скорости находим требуемое количество каналов по
нагреваемой воде mн:
G
h max
m
,
(И.2)
í
W
f
3600
îïò
k
где fk - живое сечение одного межпластинчатого канала.
И.3 Компоновка водоподогревателя симметричная, т.е. mгр = mн. Общее живое
сечение каналов в пакете по ходу греющей и нагреваемой воды
fгр = fн =mн f k .
(И.3)
И.4 Находим фактические скорости греющей и нагреваемой воды, м/с
108
СП РК 4.02-108-2014
ãð
G
d
W
(И.4)
3600f
í
í
G
hmax
W
(И.5)
3600f
í
В случае если соотношение ходов, определенное по формуле (И.1), оказалось >2
(при подстановке ΔPн = 100 кПа, а ΔPгр = 40 кПа - для I ступени), водоподогреватель
собираем из двух раздельных теплообменников и более и в формулах (И.4) или (И.5)
расход того теплоносителя, у которого получилось меньше ходов, уменьшаем
соответственно в 2 раза и более.
И.5. Коэффициент теплоотдачи
,Вт/(м2 ·°С), от греющей воды к стенке пластины
1
определяется по формуле
ãð
ãð
2
0,73
1,16À
23000283t
0,63
t
W
,
(И.6)
1
ñð
ñð
ãð
где А - коэффициент, зависящий от типа пластин, принимается по таблице И.1
ãð
ãð
t
t
ãð
âõ
âûõ
настоящего приложения;
t
cð
2
И.6 Коэффициент тепловосприятия
,
Вт/(м2·°С), от стенки пластины к
2
нагреваемой воде принимается по формуле
2
í
í
0,73
1,16À
23000283t
0,63
t
W
,
(И.7)
2
ñð
ñð
í
í
í
t
t
í
âõ
âûõ
где
t
cð
2
И.7 Коэффициент теплопередачи k, Вт/(м2·°С), определяется по формуле
k
,
(И.8)
1
1
ñò
1
ñò
2
где β - коэффициент, учитывающий уменьшение коэффициента теплопередачи из-за
термического сопротивления накипи и загрязнений на пластине, в зависимости от
качества воды принимается равным 0,7-0,85.
И.8 При заданной величине расчетной производительности Qsp и по полученным
значениям коэффициента теплопередачи k и температурному напору Δtcp определяется
необходимая поверхность нагрева Fтр по формуле (Д.1) приложения Д.
109
СП РК 4.02-108-2014
При сборке водоподогревателя из двух и более раздельных теплообменников
теплопроизводительность уменьшается соответственно в 2 раза и более.
И.9 Количество ходов в теплообменнике X:
F
f
òð
ïë
Õ
,
(И.9)
2mf
ïë
где fпл - поверхность нагрева одной пластины, м2.
Число ходов округляется до целой величины. В одноходовых теплообменниках
четыре штуцера для подвода и отвода греющей и нагреваемой воды располагаются на
одной неподвижной плите. В многоходовых теплообменниках часть штуцеров должна
располагаться на подвижной плите, что вызывает некоторые сложности при эксплуатации.
Поэтому целесообразней вместо устройства многоходового теплообменника разбить его
по числу ходов на раздельные теплообменники, соединенные по одному теплоносителю
последовательно, а по другому - параллельно, с соблюдением противоточного движения.
И.10 Действительная поверхность нагрева всего водоподогревателя определяется по
формуле
F = (2mX - 1) fпл.
(И.10)
И.11 Потери давления
P, кПа, в водоподогревателях следует определять по
формулам
для нагреваемой воды
í
1,75
ÐÁ33 0,08t
W
Õ
;
(И.11)
ñð
í
ñ
для греющей воды
ãð
1,75
Ð Á
330,08t
W
,
(И.12)
ñð
ãð
где ij - коэффициент, учитывающий накипеобразование, который для греющей
сетевой воды равен единице, а для нагреваемой воды должен приниматься по опытным
данным, при отсутствии таких данных можно принимать ij = 1,5-2,0;
Б - коэффициент, зависящий от типа пластины, принимается по таблице И.1
настоящего приложения;
Wн.с - скорость при прохождении максимального секундного расхода нагреваемой
воды.
Пример расчета
Выбрать и рассчитать водоподогревательную установку пластинчатого
теплообменника, собранного из пластин 0,6 для системы горячего водоснабжения того
же ЦТП, что и в примере с кожухотрубными секционными водоподогревателями.
110
СП РК 4.02-108-2014
Следовательно, исходные данные величины расходов и температуры теплоносителей на
входе и выходе каждой ступени водоподогревателя принимаются такими же, как и в
предыдущем примере.
1. Проверяем соотношение ходов в теплообменнике I ступени по формуле (И.1),
принимая ΔРн = 100 кПа и ΔРгр = 40 кПа;
0,636
0,364
3
Õ
6810
40
10001
,
1
0,77
3
Õ
62,510
100
100036
2
Соотношение ходов не превышает 2, следовательно, принимается симметричная
компоновка теплообменника.
2. По оптимальной скорости нагреваемой воды определяем требуемое число каналов
по формуле (И.2)
3
6810
mн =
19,3
3
0,40,0024510
360
3. Общее живое сечение каналов в пакете определяем по формуле
(И.3)
(mн
принимаем равным 20).
fгр = fн = 20·0,00245 = 0,049 м2.
4. Фактические скорости греющей и нагреваемой воды по формулам (И.4) и (И.5):
3
62,510
Wгр =
0,35м/с;
3
360010
0,049
3
6810
Wн =
0,385
м/с.
3
360010
0,049
5. Расчет водоподогревателя I ступени:
а) коэффициент теплоотдачи от греющей воды к стенке пластины, формула (И.6),
принимая по таблице И.1 А = 0,492:
0,73
1,160,492
23000283360,633620,35
8590
Вт/(м2·°С);
1
б) коэффициент тепловосприятия от стенки пластины к нагреваемой воде, формула
(И.7)
0,73
1,160,492
2300028319,50,6319,520,385
8037
Вт/(м2·°С);
2
в) коэффициент теплопередачи, принимая ij = 0,8, формула (И.8)
111
содержание .. 9 10 11 12 ..