Укладачі: О. О. Алексахін, В. А. Маляренко Рецензент: О. М. Герасимова
Скачати 368.12 Kb.
|
Зміст 2. Приєднання систем вживання теплоти до теплових мереж3. Методика теплового і гідравлічного |
|
Методичні вказівки до курсового проекту з дисциплін Теплопостачання та гаряче водопостачання, Теплотехніка (для студентів 2, 3 курсів спеціальності 7.092115 - Технічне обслуго-вування, ремонт та реконструкція будівель). Уклад. Алексахін 0.0., Маляренко В.А. – Харків: ХДАМГ, 1999.- 34 с. Укладачі: О.О.Алексахін, В.А. Маляренко Рецензент: О.М. Герасимова 1. КОНСТРУКТИВНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЛАСТИНЧАСТИХ ТЕПЛООБМІННИХ АПАРАТІВ Поверхня теплообміну апаратів утворена металевими пластинами з гофрованою поверхнею, які обєднані в пакети. Робочі середовища рухаються між пластинами у зазорах (каналах), які утворились при наборі пластин. Вибір величини зазору залежить від забруднення робочих середовищ та схильності середовищ до відкладень на стінках. За способом збирання апаратів та ступенем доступності для механічного очищення і огляду поверхні пластин розрізняють розбірні, напіврозбірні та нерозберні (зварні) пластинчасті теплообмінники. У розбірних апаратів пластини у зборі відокремлені одна від одної гумовими прокладками. Матеріали прокладок та допустима температура застосування наведені у табл.1. Прокладки звичайно наклеюють до поверхні пазу на пластині. Для цього застосовують клей гарячої полімеризації (ГЕП-150) або клей холодної полімерізації, наприклад, 88-Н, БЦС-73 та ін. Клеі гарячої полімерізації використовують переважно у заводських умовах. У напіврозбірних апаратів дві зварені пластини утворюють блок. З таких блоків набирають необхідну теплообмінну поверхню. Ущільнення місць контакту окремих блоків відбувається гумовим прокладанням. У нерозбірних апаратів зєднання пластин здійснюється зварюванням. Спосіб збирання пластин визначається діапазоном робочих параметрів. Розбірні й напіврозбірні апарати вживають за таких умов: тиск Р≤1,6 МПа, температура –30°С≤t≤180°C. Зварні апарати можуть бути використані, якщо тиск робочих середовищ Р≤4 МПа, температура –150°С≤t≤400°С. Промисловість виготовляє теплообмінники з поверхнею теплообміну однієї пластини F0=0,1; 0,2; 0,3; 0,5; 0,63; 0,8; 1 м². Конструктивні характеристики пластин можна знайти у каталогах і довідковій літературі /1,2,3/. У табл.3 наведено основні параметри деяких пластин. Широке розповсюдження знайшли такі конструктивні рішення кріплення пакетів пластин, як теплообмінники на консольній рамі(рис. 1,а) та теплообмінники на двохпідпорній рамі з додатковими стяжками (рис. 1,б). На рис. 2 показана схема розбірного апарата на консольній рамі. Кріплення пластин 5 відбувається за допомогою верхньої 1 і нижньої 7 штанг. Кінці штанг закріплені у нерухомій плиті 13 та стояку 9. За допомогою плити 8 і гвинта 10 пластини у зібраному стані стискають у загальний пакет. Система ущільнюючого прокладання 6 пластин побудована таким чином, що після збирання утворюються дві системи герметичних каналів: одна – для гріючого середовища, друга – для середовища, що нагрівається. Системи каналів зєднані зі своїми колекторами і далі із штуцерами для входу й виходу робочих середовищ. Середовище, що нагрівається, входить до апарату через штуцер 2, розміщений на нерухомій плиті, потрапляє у поздовжній колектор, утворений кутовими отворами пластин після складання. З колектора середовище, що нагрівається, розподіляється, наприклад, по непарних міжпластинних каналах, які звязані з колектором завдяки відповідному розташуванню прокладок навколо кутових отворів пластин. Під час руху по каналу середовище обтікає гофровану поверхню пластини, яка з протилежного боку нагрівається гріючою речовиною, що рухається по парних каналах. Через штуцер 11 середовище, що нагрівається, виходить з апарату. Гріюче середовище рухається в апараті за протиточною схемою, потрапляючи до апарату через штуцер 12, проходить нижній колектор і розподіляється по парних каналах. Вихід гріючого середовища відбувається через штуцер 3. Сукупність каналів, по яких середовище тече в одному напрямку, називають пакетом (ходом). Теплообмінний апарат може мати як однопакетну (за трактом руху одного середовища), так і багатопакетну компоновку пластин. Напрямок руху речовин зображують умовним позначенням – схемою компоновки, яка у загальному вигляді описується формулою:  де m1 – кількість каналів у пакеті для гріючого середовища; к, р – кількість послідовно підключених ходів відповідно по гріючому середовищу і середовищу, що нагрівається; m2 – кількість каналів у пакеті для речовини, що нагрівається. Вертикальні стрілки вказують напрямок руху речовин в каналах, горизонтальні – напрямок руху речовин в колекторах апарату. Наприклад, запис  вказує на двопакетну компоновку пластин для гріючого середовища (20 штук у кожному пакеті) та двопакетну (20 у першому і 21 у другому пакеті) компоновку для речовини, що нагрівається. Приклади компоновки пластин наведені на рис. 3,5. Умовне позначення теплообмінного апарата має вигляд Х ХХ ХХХ - ХХ – ХХХ – ХХ -ХХ – ХХ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 де 1 – тип апарата: Р – розбірний; РС – напіврозбірний; Н – нерозбірний; 2 – площа поверхні теплообміну однієї пластини, м2; 3 – конструкція пластини: Р – розріджені гофрі; РС – розріджені спеціальні гофри; індекс відсутній – звичайні гофрі; 4 – товщина пластини (тільки для пластини 0,3РС; 0,3Р; 0,6Р); 5 – площа поверхні теплообміну апарата, м2; 6 – розрахунковий тиск, МПа (тільки для апарату типу Н); 7 – виконання опорної рами апарата; 1 – на консольній рамі; 2 – на двохопорній рамі; 3 – на трьохопорній рамі; індекс відсутній – цільнозварена конструкція; 8 – матеріал пластини: К – нержавіюча сталь; Т – титановий сплав. Додаткову інформацію вказують у паспорті апарата і додатках до нього: - марка матеріалу прокладання; - схема компоновки пластин – Сх; - марка матеріалу пластини; - технічні особливості апарата. Приклад умовного визначення теплообмінника: РС 0,5Р – 100 – 2К – 16 – напіврозбірний апарат з пластинами поверхнею 0,5 м2 та розрідженими гофрами, загальна площа теплообміну апарата 100 м2, на двохопорній рамі, матеріал пластин – нержавіюча сталь, модель апарата – 16. Одним з основних елементів систем теплопостачання є теплообмінні апарати. Вони застосовуються для передачі теплової енергії від гріючого середовища до середовища, яке необхідно нагріти, і встановлюються як у схемах джерела теплопостачання (сітьові підігрівники), так і у споживачів теплової енергії. У абонентських теплоспоживаючих установках систем теплопостачання теплообмінники використовують як підігрівники гарячого водопостачання у закритих системах і як підігрівники опалення для незалежних схем приєднання опалювальних систем до теплових мереж. За способом дії теплообмінні апарати розподіляють на рекуперативні та регенеративні. Рекуперативними теплообмінними називають пристрої, у яких два середовища з різними температурами безперервно течуть по каналах, що відділені твердою стінкою. Обмін теплотою відбувається через цю тверду стінку, загальна поверхня якої складає теплообмінну поверхню апарата. Регенератори – це теплообмінники, в яких уздовж однієї й тієї ж поверхні нагріву через деякі відрізки часу тече то гаряче, то холодне середовище. Спочатку поверхня регенератора відбирає тепло від гарячої рідини і нагрівається, потім вона віддає теплову енергію холодному середовищу. Таким чином, у регенеративних апаратах теплообмін здійснюється у періодичному режимі, тоді як рекуперативні апарати здебільшого працюють у стаціонарному режимі. Поверхня теплообміну рекуперативних апаратів може бути виготовлена у вигляді пучка циліндричних трубок, пластин та ін. За цією конструктивною ознакою розрізняють кожухотрубчасті, пластинчасті та інші теплообмінні апарати. Схема руху речовин у теплообміннику може бути прямоточною, протиточною чи перехресного току. Кожухотрубчасті водопідігрівники випускають секціями за ОСТ 34-588-68 довжиною 2 та 4 м, діаметром корпусу від 57 до 325 мм, у якому розміщено пучок латунних трубок діаметром d=14/16 мм, кількістю від 4 до 151. Поверхня теплообміну апарата становить від 0,37 до 28 м2. Недоліком апаратів цієї конструкції є порівняно низький рівень коефіцієнтів теплопередачі, як результат, значні габарити та металоємкість (витрати латуні становлять приблизно 8 кг на 1 м2 поверхні нагріву апарата). Разом з тим, для таких апаратів є характерним суттєве зниження теплопередачі та зростання гідравлічного опору в процесі експлуатації через відкладення забруднень та накипу на поверхні нагріву й висока трудоємкість виготовлення та ремонту. Протягом останього часу широко впроваджуються пластинчасті теплообмінні апарати, що мають коефіцієнт теплопередачі приблизно у 2,5 рази більший, ніж кожухотрубчасті. Це забезпечує відповідне зниження поверхні теплообміну та зменшення виробничої площі для монтажу теплообмінної апаратури (в 3÷4 рази). Підвищена турбулізація потоку середовищ не тільки забезпечує зростання коефіцієнтів теплопередачі, але й сприяє зменшенню відкладень на поверхні теплообміну, що збільшує міжремонтний період з 1 до 3 років. Таблиця 1 – Матеріали прокладок для пластин пластинчастих теплообмінників
Прокладки з парониту застосовуються у нерозбірних теплообмінниках Таблиця 2 – Коефіцієнти теплопровідності матеріалу пластин та величина термічного опору
Таблиця 3 – Конструктивні характеристики пластини
Рис.1. Загальний вигляд теплообмінника а – на консольній рамі б – на двохопірній рамі Рис.2. Схема розбірного теплообмінного апарата на консольній рамі 1 – верхня штанга; 2,3,11,12 – штуцери; 4 – верхній кутовий отвір пластини; 5 – пластина; 6 – гумове прокладання; 7 – нижня штанга; 8 – плита; 9 – стояк; 10 – гвинт; 13 – нерухома плита. Рис.3. Компоновка пластин за схемою  (по одному пакету для кожного середовища)____________ гріюче середовище; ------------------ середовище, що нагрівається. Рис.4. Компоновка пластин в два симетричних пакета за схемою  .Рис.5. Компоновка пластин в три пакета для гріючого середовища і два пакета для середовища, що нагрівається за схемою  .^ Схему приєднання водопідігрівників гарячого водопостачання у закритих системах теплопостачання вибирають у залежності від співвідношення максимальної кількості теплоти на гаряче водопостачання Q0max та максимальної кількості теплоти на опалення Q0max:  або  - одноступінчаста схема (рис.6) - двоступінчаста послідовна схема (рис. 7а)  - двоступінчаста змішана схема (рис. 7б) Схеми теплових пунктів, які реалізують відповідні засоби приєднання, показані на рис. 8, 9. Розрахунок поверхні нагріву водопідігрівників гарячого водопостачання, що приєднані за одноступінчастою схемою (рис. 6), слід виконувати при тепловому навантаженні  .Якщо у системі встановлені баки-акумулятори,  , при відсутності баків-акумуляторів  Температуру води, що нагрівається, слід приймати: на вході в підігрівник  (якщо відсутні експлуатаційні дані), на виході з підігрівника . Температуру гріючого середовища слід приймати: на вході підігрівник τ (температура сітьової води у подавальному трубопроводі теплової мережі на вводі до теплового пункту в точці вилому температурного графіка  =77°С), на виході з підігрівника τ =30°С.Витрати води слід визначати за формулами: гріючої води  , кг/c;води, що нагрівається  , кг/c;де С – теплоємкість води, Дж/(кг °С). Рис.6. Одноступінчаста схема приєднання теплообмінника гарячого водопостачання Рис.7. Двоступінчасті схеми приєднання теплообмінників гарячого водопостачання А – послідовна; Б – змішана. Рис.8. Двоступінчаста схема приєднання теплообмінників гарячого водопостачання (ГВ) 1 – підігрівник; 2 – циркуляційний насос ГВ; 3 – регулюючий клапан з електроприводом; 4 – регулятор перепаду тиску; 5 – водомір для холодної води; 6 – регулятор теплоти на опалення, ГВ та обмеження максимальних витрат сітьової води на вводі; 7 – зворотній клапан; 8 – підмішуючий насос; 9 – тепловий лічильник; 10 – датчик температури; 11 – датчик витрат води; 12 – сигнал обмеження максимальних витрат води з теплової мережі; 13 – датчик тиску води у трубопроводі; 18 – сигнал вмикання насосу; 19 – регулятор перепаду тиску. Рис.9. Двоступінчаста схема приєднання водопідігрівників ГВ з незалежним приєднанням системи опалення 1-9 див. рис.8; 20 – водопідігрівник опалення; 21 – водомір; 22 – підживлюючий насос опалення; 23 – регулятор підживлення; 24 – запобіжний клапан; 25 - циркуляцій- ний насос опалення. Двоступінчасті схеми застосовують для використання теплоти теплоносія, що покинув систему опалення, для попереднього нагріву води на І ступеню водопідігрівника. Для послідовної двоступінчастої схеми теплове навантаження І ступеня  приймається за балансовим навантаженням гарячого водопостачання, ІІ ступеня  - як різниця максимальної годинної витрати теплоти ( ) і навантаження І ступеня:   де  - відповідно середні й максимальні витрати гарячої води;β – коефіцієнт, що враховує компенсацію небалансу теплоти на опалення через нерівномірність добового графіка споживання гарячої води (якщо баки-акумулятори гарячої води β= 1, при відсутності β=1,2); С=4187 Дж/(кг °С) – теплоємкість води;  - відповідно температура гарячої і холодної води (при відсутності даних приймають  ); - температура нагріву води після І ступеня, приймають |
Схожі:
 | Г. В. Стадник Газопостачання міста Методичні вказівки Газопостачання міста: Методичні вказівки до виконання розрахункових робіт з дисциплін “Основи енергозабезпечення міст” та “Інженерне... | | Опис модуля назва модуля В. А. Маляренко, Л. В. Лисак. Енергетика, довкілля, енергозбереження. /Під заг ред проф. В. А. Маляренко, Х.: Рубікон, 2004. – 368... |
| О. О. Алексахін методичні вказівки Будівництво" спеціальності "Міське будівництво І господарство" спеціалізації "Технічне обслуговування, ремонт І реконструкція будівель".... | | Господарства о. О. Алексахін програманавчальноїдисциплін и та робоча програма дисципліни Будівництво" спеціальності "Міське будівництво та господарство" спеціалізації "Технічне обслуговування, ремонт І реконструкція будівель".... |
| Господарства о. О. Алексахін програманавчальноїдисциплін и та робоча програма дисципліни Будівництво" спеціальностей "Міське будівництво та господарство", "Промислове та цивільне будівництво" спеціалізацій "Технічне обслуговування,... | | Харьковский политехнический институт товажнянский Л. Л., Анипко О. Б., Маляренко В. А., Абрамов Ю. А., Кривцова В. И., Капустенко П. А Товажнянський Л. Л., Аніпко О. Б., Маляренко В. А., Абрамов Ю. О., Кривцова В.І., Капустенко П. О. Основи енерготехнології промисловості:... |
| О. О. Алексахін Програма навчальної дисципліни та робоча програма дисципліни «Теплогазопостачання І вентиляція» «Теплогазопостачання І вентиляція» (для слухачів другої вищої освіти напряму 060101 "Будівництво" спеціальностей "Міське будівництво... | | Учебник. Харьков: нту «хпи»,2002. 436 с. Маляренко В. А, Варламов Г. Б., Любчик Г. Н., Стольберг Ф. В., Широков С. В., Шутенко Л. Н. Энергетические установки и окружающая среда В. А. Маляренко, Н. Л. Товажнянський, О. Б. Анипко Основы энерготехнологии промышленности: Учебник. Харьков: нту «хпи»,2002. 436... |
| Методичні вказівки для студентів 1 курсу факультету фізичного виховання та спорту Рецензент: В.І. Єзіков Херсон 2011 Укладачі: Решнова С. Ф. – кандидат педагогічних наук, доцент кафедри органічної та біологічної хімії | | Н. В. Маматова Рецензент: О. В. Маматова «екологія та охорона навколишнього середовища», 092601 «водопостачання та водовідведення», 092108 «теплогазопостачання І вентиляція».... |