Расчет калориферов и компоновка калориферной установки

В общественных зданиях чаще всего в качестве теплоноси­теля используется вода. В этом случае следует применять многоходовые калориферы с горизонтальным расположением трубок с целью уменьшения опасности замерзания.

При теплоносителе-воде рекомендуется последовательное присоединение калориферов, что приводит к увеличению скорости воды в трубах, а следовательно, и к увеличению коэффициента теплопередачи К. Из уравнения (10.7) видно, что увеличение К вле­чет за собой уменьшение площади поверхности нагрева.

Наиболее часто применяемыми калориферами в настоящее время являются стальные пластинчатые многоходовые калорифе­ры КЗВП (средняя модель), К4ВП (большая модель) и многоходо­вые пластинчатые калориферы модели КВС-П и КВБ-П, техниче­ские характеристики которых приведены в [9].

Для подбора калорифера необходимо иметь следующие данные:

- количество воздуха, нагреваемое в калорифере,  м /ч, или (), кг/ч;

- значения температур подаваемого в калорифер воздуха, _н, °С;

- значение температуры воздуха после калорифера, _к,°С;

- тип калорифера, выбранного согласно [ 9.табл.П.1-11-25].

Расчет и компоновка калориферной установки проводятся в следующей последовательности:

1) Определяется количество теплоты, необходимое для на­грева воздуха (тепловая нагрузка на калорифере), кДж/ч:

                              (10.1)

                           (10.2)

где - теплоемкость и плотность воздуха в кДж/(кг°С) и кг/м³

соответственно.

2) Рассчитывают требуемую площадь живого сечения для прохождения воздуха, м², задаваясь массовой скоростью воздуха

(\/р), кг/см²:

                          (10.3)

3) Пользуясь техническими характеристиками калориферов [9], подбирают номер и число установленных параллельно по воз­духу калориферов таким образом, что

                                      (10.4)

где N - количество калориферов, установленных в 1 ряду кало­риферной установки и соединенных параллельно по воздуху;

f_д - действительная площадь одного калорифера, м

4) Определяют действительную массовую скорость (\/ )_д воздуха в живом сечении калорифера, кг/м²

                     (10.5)

5) Рассчитывают количество воды, проходящей через 1 ка­лорифер, м³/с

            (10.6)

где С  - теплоемкость воды, кДж/(кг град);

      , - температура воды на входе и выходе из калорифера,°С;

n - число калориферов, параллельно присоединяемых по те­плоносителю.

6) Находят скорость воды в трубах калорифера, м/с

,                          (10.7)
где - живое сечение трубок одного калорифера по воде, м²

При расчете w и G_w рассматривают варианты включения ка­лориферов по теплоносителю и выбирают наиболее целесообраз­ную скорость воды, руководствуясь [9].

7) В таблицах [9,табл.11.11 - II - 25] для данного вида калори­фера выбирают или подсчитывают значение коэффициента теп­лопередачи К, кДж/(ч-м²).

8) Вычисляют площадь калорифера, необходимую для на­грева воздуха, м²:

                              (10.8)
где t_Т - средняя температура теплоносителя, равная 0,5 (t_Г + t₀), C.

t  средняя температура воздуха, равная 0,5 (t_Н+ t ), °С.

9) Определяют общее количество калориферов в установке

                                (10.9)
где F_к - площадь нагрева калорифера выбранной модели [9], м.

Как правило, предусматривают запас по площади, состав­ляющей 15-20%

Если в первом ряду N калориферов, то в последующих ря­дах расположено (N  - N) калориферов.

Например, если при расчете получилось N = 3, N  = 5, то в первом ряду будет установлено 3 калорифера, во втором ряду необходимо установить тоже 3 калорифера, т.е. к установке при­нимается

N = 6.

10) Определяют величину запаса по площади. %, как

                        (10.10)

Если суммарная площадь нагрева калориферов меньше требуемой, то её увеличивают путем замены средней модели на большую, либо установкой подобранной модели или меньшей в два раза последовательно по воздуху.

При запасе, превышающем 20%,часть подогретого воздуха направляют через обводной клапан, а часть - через калорифер с уменьшенной площадью нагрева. (Расчет при этом повторяется.)

11) Определяют аэродинамическое сопротивление калори­ферной установки по воздуху, Па

,                                   (10.11)

где n - число рядов калориферов по ходу воздуха;

 - сопротивление одного калорифера по воздуху, опреде­ляемое по [9,прил.2].

12) Определяют гидравлическое сопротивление Р_Г кало­риферов, пользуясь (9, рис,13.8, табл, 13.5].

Схема установки и соединения калориферов по теплоноси­телю и воздуху должна быть приведена в графической части кур­сового проекта.

 

Последовательность расчёта паровых калориферов аналогична вышеприведённой.

К особенностям расчёта можно отнести:

- неопределяемость скорости движения пара в трубках калорифера;

- расход пара определяется через теплоту конденсации на линии насыщения:

 

                                 (10.12)