ОТОПЛЕНИЕ И ВЕНТИЛЯЦИЯ

ЗАЩИТА КАЛОРИФЕРОВ ОТ ЗАМЕРЗАНИЯ

Ч

Причинами замерзания калориферов, работающих на паре, могут быть недостаточная производительность или неправильная уста­новка конденсатоотводчиков, падение давления пара, неиспраьность запорной арматуры на паропроводах перед калориферами. Все это
приводит к скапливанию конденсата в нижней части калориферов и замерзанию их при низких температурах.

При теплоносителе воде калориферы могут замерзать при малых скоростях теплоносителя, особенно при движении воды снизу вверх. Поэтому наибольшей опасности замерзания подвергаются калори­феры с последовательным соединением по теплоносителю (при движе­нии воды снизу вверх), и в этом случае необходимо стремиться к повы­шению скорости движения воды в трубках калорифера. С этой целью при последовательном соединении калориферов по теплоносителю сле­дует применять многоходовые калориферы с горизонтальным располо­жением трубок. Снижение запаса площади поверхности нагрева и ор­ганизация подачи воды сверху вниз уменьшают опасность замерзания калориферов. Для предотвращения замерзания калориферов, а также для поддержания нормальной их работы необходимо соблюдение уста­новленных параметров теплоносителя и расчетных объемов и темпера­тур нагреваемого воздуха, проходящего через калориферы. В местах по­ступления в приточную вентиляционную камеру наружного воздуха обязательна установка утепленного, легко и плотно закрывающегося клапана. Очистка горячей воды в фильтре-грязевике перед ее поступле­нием в калориферы способствует нормальной эксплуатации трубок ка­лориферов (предотвращает их засорение) и является существенной ме­рой против их замерзания. С этой же целью необходимо промывать трубки калориферов 1 раз в 2—3 года.

Пример ХП.1. Подобрать калориферную установку из калориферов КФБ для на­гревания 59 250 кг/ч воздуха при следующих условиях: расчетная наружная темпера­тура для отопления tn=—35°С (параметры климата категории Б); расчетная наруж­ная температура для проектирования вентиляции =—23° С (параметры климата ка­тегории А); температура нагретого (приточного) воздуха tK=25°С; теплоноситель — перегретая вода с £Г=150°С и £о=70°С.

Решение. 1. Определяем по формуле (ХП.1) расход тепла на подогрев при­точного воздуха:

Q' = 59 250-1 [25 — (— 23)] = 2 850 ООО кДж/ч;

Q = 0,278-2 850 000 = 793 000 Вт.

2. Задаваясь массовой скоростью ир=9 кг/(с-м2), определяем по формуле (ХІЇ.4) необходимую площадь живого сечения калориферной установки:

59 250 „ .

/=ж== ------------------------------------------------------- = 1,815 м.

'ж 3600-9

Калориферов с такой площадью живого сечения по воздуху не имеется, и прихо­дится ставить параллельно три калорифера марки КФБ-Й сечением по 0,638 м2:

= 3-0,638 = J,934 м2.

3. Определяем по формуле (XII5) действительную массовую скорость движения воздуха:

59 250

Ур = —--------------------------------------------- — = 8,65 кг/(с-ма).

К 3600-1,914 /v /

4. Принимаем последовательную установку калориферов по воде, поэтому вся вода должна пройти через площадь сечения грубок каждого калорифера.

Площадь сечения трубок одного калорифера КФБ-11 составляет fTp=0,0163 м2.

5. Определяем параметры воды при входе в калорифер и при выходе из него /г и t0 по температурному графику (построение которого известно из курсов отопле­ния и теплоснабжения) в зависимости от tH. При tH — —23° С температуры fr = 126° С и

*о=60°С.

6. Определяем по формуле (XI 1.8) скорость воды в трубках калорифера:

2 850000

Таблица XII 2

7. По табл. XII.2 находим при ш = 0,175 м/с и ор = 8,65 кг/(с-м2) коэффициент теплопередачи К=23,7 Вт/(м2-К).

8. Определяем суммарную теплопроизводительность трех калориферов КФБ-І1 с площадью поверхности нагрева каждого FK—69,9 м2. Тогда по формуле (XII.11) при SFK = 69,9-3 = 209,7 м2:

/ 126 + 60 —23+25 QK = 209,7-23,7 I------ ^--------------------- I = 460 ООО Вт.

Из расчета видно, что в одном ряду калориферов нагреть воздух от —23° до +25° С, т. е. на 48° С, нельзя. Тогда принимаем к установке не три, а шесть таких же калориферов, группируя их в два ряда последовательно, по три в ряду. Подключе­ние калориферов производим так, чтобы вода проходила через все шесть калориферов последовательно. В этом случае скорость воды в трубках калориферов останется преж­ней и будет равна 0,175 м/с, а ур = 8,65«кг/(с-м2), чему соответствует К= =23,7 Вт/(м2-К).

9. Теплопроизводительность в этом случае составит:

/ 126 + 60 —23+25 Qk — 69,9-6- 23,7 I------------ —------------- J =920 000 Вт.

10. Запас будет равен:

920 000—793 000 --------------------------------------- 10 0= 16,1%.

793 000

11. Потери давления по воздуху для двух рядов калориферов по табл. XII.3 составят:

Ар = 70,3-2 == 140,6 Па.

12. Сопротивление движению воды определяют по таблицам или по графикам, приведенным в справочной литературе.

Сопротивление одного калорифера pi —505 Па, а всех шести калориферов

Р = 505-6 = 3030 Па.

Таблица XII.3

Аэродинамические характеристики калориферов

Сопротивление одного ряда калориферов проходу воздуха р. Па, при массовой скорости vp, кг/(с-м2)

"1 і 5 І 6 І 7 І 8 І 9 І 10 І Й І 12

Пример XII.2. Подобрать калориферную установку из калориферов КВБ (одно - ходовых) для нагревания 18000 кг/ч воздуха при следующих условиях: расчетная на­ружная температура для отопления = —25° С; расчетная наружная температура для проектирования вентиляции —15° С; температура нагретого (приточного) воздуха £К = 12°С; теплоноситель пар давлением 0,14 МПа (1.4 кгс/см?).

Решение. 1. Определяем по формуле (XII.1) расход тепла на нагревание воздуха:

Q' = 18 000-1 (12 + 15) = 486 000 кДж/ч;

Q = 0,278-486000 = 135000 Вт.

2. Задаваясь массовой скоростью эр=8 кг/(с-м2), определяем по формуле (XII.4) необходимую площадь живого сечения калориферной установки:

18000

3. Подбираем по каталогу больший размер калорифера, исходя из площади живо­го сечения по воздуху. Принимаем калорифер КВБ-11, у которого /ж=0,638 м2.

4. Определяем по формуле (ХІІ.5) действительную массовую скорость:

18 000

Ф = —------------------------------- — =7,8 кг/(с-м*)

3600-0,638 ' v 1

5. Определяем коэффициент теплопередачи К по та&л, XIL2' при vp= — 7,8 кг/(с-м2) значение К=35,5 Вт/(м2-К).

6. Определяем температуру теплоносителя (пара) при р=0,14 МПа (см. ч. I учебника): tnaр = 108,7° С.

7. Разность температур составит:

TH + tK —15+12 At = tnaр - = 108,7 ---------- ^----- = 107,2° С.

8. Определяем по формуле (XII.2) необходимую площадь поверхности нагрева калорифера без учета коэффициента запаса:

135 0 00 „ „ „

FK =------------------------------------------------------- = 36,6 м.

К 35,5-107,2

Принятый нами калорифер КВБ-11 имеет поверхность нагрева площадью 54,6 м2.

9. Определяем запас площади поверхности нагрева калорифера:

54,6-36,6

36,6 =

Запас велик. Обычно для калориферов, работающих на паре, принимают запас до 20%.

Принимаем к установке вместо марки КВБ-11 марку КВБ-8.

10. Площадь живого сечения по воздуху калорифера КВБ-8 составляет 0,4Ь6 м2; площадь поверхности нагрева 35,7 м2. '

11. Определяем по формуле (XII.5) массовую скорость в живом сечении кало­рифера КВБ-8:

18 000

M =-------------------------------------------------------- = 12 кгЯс-м2).

У 3600-0,416 '

12. Определяем по табл. XII.2 коэффициент теплопередачи К, соответствующий этой массовой скорости - при ор=12 кг/(с-м2) значение К—42,7 Вт/(м2-К).

13. Теплопроизводительность калорифера по формуле (XII.11) составит:

QK = FwKAt = 35,7-42,7- 1Q7,2 = 164 000 Вт.

14. Проверяем запас к заданной теплопроизводительности

164 000—135 000

100 = 21,5%.

135000

15. Определяем сопротивление калорифера проходу воздуха по табл XI 1.3, зна­чение р — 99,9 Па, затем проверяем его значение по формуле табл. XII. L

Р= 1,485-121'69 = 100 Па.