Проект оборотной системы технического водоснабжения промышленного предприятия с использованием теплоты оборотной воды в тепловых насосах для нужд низкотемпературного отопления, вентиляции и горячего водоснабжения

Размещено на http://www.allbest.ru/

3.6 Проверка расчета распределения температуры нагреваемой воды производится на основании уравнения теплового баланса при смешении потоков воды промежуточного контура, поступающих из разделительного теплообменника, систем отопления и вентиляции:

t^,_мо=

t^,,мо = 53°C

t^,_мо = t^,,мо

53=53 - проверка выполнена верна

3.7 Средняя температура воды в конденсаторах и испарителях тепловых насосов

?_кi=0,5(t^,_ki+ t^,,_ki)

?_нi=0,5(t^,_Hi+ t^,,_Hi)

3.8 Для каждого теплового насоса рассчитывается разность средних температур воды в конденсаторе и испарителе

t_i=?_к-?_н .

t_i =57,65-26,05=31,6

Максимальное значение этой разности температур соответствует тепловому насосу, который работает в наиболее тяжелых условиях.



4. РАСЧЕТ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОГО ЦИКЛА ТЕПЛОВОГО НАСОСА

Целью расчета является определение производительности компрессора и мощности его электродвигателя, тепловых нагрузок испарителя и маслоохладителя, вычисления коэффициента трансформации. Расчет термодинамического цикла выполняется для того теплового насоса, который работает в наиболее тяжелых условиях. По результатам делается вывод о правильности выбора типоразмера теплового насоса.

Исходные данные для расчета:

1. Рабочий агент.

2. Схема теплового насоса.

3. Тепловая нагрузка конденсатора Q_к=493кВт

4. Средняя температура охлаждаемой воды в испарителе

?_к,I=57,65°C

5. Средняя температура нагреваемой воды в конденсаторе

?_и,l=20.05°C

6. Температура воды входе в маслоохладитель t^,_мо=53°C

4.1 Температура кипения и конденсации фреона:

t_и=t₅=t₆=?_и-?_и=26,05-5=21,05

t_к=t₃=?_к-?_к=57,65+ 5=62,65

где ?_к,?_и - средний температурный напор в испарителе и конденсаторе.



4.2 Давление кипения Р_и, Мпа, и давление конденсации Р_к находят по известным температурам t_и и t_к с помощью Ph - диаграммы для фреона R-134_а, а энтальпию h₆ кДж/кг - по давлению Р_и и температуре t₆ . Р_и=0,76МПа,Р_к=1,8МПа, h₆=470кДж/кг

4.3 Степень повышения давления в конденсаторе

= 2,37

4.4 Температура пара на входе в компрессор

t₁=t₆+t_пе,

где -t_пе перегрев пара в регенеративном теплообменнике, принимаются -t_пе=25…..35°C.

t₁ =21.05+35=56.05

h₁ = 487кДж/кг ;V₁ =0.021м³ /кг ; h₃ =350кДж/кг.

4.5 Энтальпия жидкого фреона находится из уравнения теплового баланса для регенеративного теплообменника

h₄=h₃ +h₆-h₁ =350+470-480=340

h₅ =h₄ =340кДж/кг.



4.6 Энтальпия пара фреона в конце политропного процесса сжатия в компрессоре

h₂=h₁ +=480+= 540.6

4.7 Внутренний КПД компрессора находится из зависимости, обобщающей опытные данные

0,66

4.8 Энтальпия пара фреона h₂ в конце процесса впрыскиваемым маслом определяется из Ph - диаграммы для фреона R-134_а

При давлении Р_к и температуре масла на выходе из компрессора t_м^,,, которая составляет :

tм'= tм'+tм.

Где tм'- температура масла на выходе в компрессор, принимают tм'= tмо'.

tм - повышение температуры масла на выходе в компрессоре, принимаются

tм= 15…35°C

tм'=53+35=88°C

h₂=521,3



4.9 Удельный тепловой поток, отводимый от рабочего агента в конденсаторе, кДж/кг:

g_к= h₂-h₃ = 521,3-350=171,3

4.10 Расход рабочего агента, циркулирующего в тепловом насосе, кг/с :

G=

G== 2.88кг/с

4.11 Тепловой поток, отводимый маслом от рабочего агента (тепловая нагрузка маслоохладителя)

G_м = G(h₂ '-h₂)= 2.88(540,6-521,3) 55,6

4.12 Расход масла, подаваемого в компрессор, м³ /кг

V_м = _;

Где q_м - удельная теплоемкость и плотность масла.

V_м = = 8.7810^-4 м³/кг

4.13 Относительный массовый расход масла

q_м == = 0.253

4.14 С целью проверки правомерности принятого значения повышения температуры масла полученное значение относительного массового расхода масла сравнивается с рекомендуемым значением относительного массового расхода

q_м= 0,09375-0,025²;

q_м= 0,253

Расхождение 8% - расчет верен.

4.15 Удельная внутренняя работа компрессора

l_i =h₂^'' -h₁= 540.6-480=60.6

4.16 N_i = GI_i = 2.8860.6 = 175кВт

4.17 Мощность электродвигателя для привода компрессора

N_э= ;

Где N_эм - электромеханический КПД принимается _эм = 0,9.

N_э = = 17510,9= 193кВт

4.18 Действительная объемная производительность компрессора по условиям насыщения

V=Gv₁ = 2,880,021= 0,060



4.19 Теоретическая объемная производительность компрессора

= = = 0,064

4.20 Коэффициент подачи определяется из зависимости

л=0,997-0,032+0,002² -0,000078³

л= 0,931

4.21 Удельный тепловой поток, подводимый к рабочему агенту в испарителе

q_и =h₆-h₅ =470-340 =130

4.22 Тепловая нагрузка испарителя

Q_и = G q_и= 2,88130 = 374,4

4.23 Тепловая нагрузка регенератора теплообменника

Q_рто =G(h₃ -h₄) = 2,88(350-340) =28,8 кВт

4.24 Для контроля расчета составляет энергетический баланс установки

Q_и +N_I = Q_к +Q_м ;

374,4+175=493+55,6

549,4=548,6 0,15%

Расхождение - не более 10% .

4.25 Коэффициент трансформации

= = =2,84

Тепловая нагрузка испарителя теплового насоса, полученная в результате расчета термодинамического цикла, отличается от вычисленной в п.2.3 менее 10% .Расчет верен.



5. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ И ПОДБОР ТЕПЛООБМЕННИКОВ

В качестве предварительного и разделительного теплообменников применяются водоводяные секционные подогреватели. Подогреватели изготовляются с длиной трубок 2000 и 4000мм. Диаметр трубок составляет d_н/d_в = 16/14мм, материал - латунь. Подогреваемую воду рекомендуется пропускать по трубкам, а греющую воду - по межтрубному пространству. При этом термические линейные удлинения корпуса и трубок выравниваются, облегчается чистка трубок. Средняя скорость воды в межтрубном пространстве составляет W_мт = 0,25…2,5м/с.

Задачей расчета является определение площади поверхности теплообмена F, выбор типоразмера секции подогревателя, расчет количество секций Z.

Расчет выполняется как для предварительного, так и для разделительного теплообменников.

5.1 Расчет предварительного теплообменника

Параметры для расчета:

1. Тепловая нагрузка теплообменника Q_пт = 420кВт

2. Расход воды в трубном пространстве V_т = V_гв =0,0033м³/с

3. Расход воды в межтрубном пространстве V_мт = V_нп =0,018м³/с

4. Температура воды в трубном пространстве на входе и выходе из теплообменника tґ_т = t_хв =5 и tґґ_т = t_пт = 30проходного сечения межтрубного

5. Температура воды в межтрубном пространстве на входе и выходе из теплообменника tґ_мт =t_нп =37 и tґґ_мт =t_иI =30.1



5.1.1 Для принятой скорости воды в межтрубном пространстве оценивается площадь проходного сечения межтрубного пространства :

f_мт =

f_мт == 0,012

По полученному значению f_мт выбирается типоразмер подогревателя, для которого выписываются основные параметры: число трубок n_т, площадь поверхности нагрева секции F_с, внутренний диаметр корпуса D_в, площадь проходного сечения трубок f_т и межтрубного пространства f_мт . Эти размеры используются в дальнейших расчетах.

Основные параметры водоводяных секционных подогревателей

типоразмер	Внутренний диаметр корпуса Dв мм	Число трубок nт	Площадь поверхности нагрева Fс м3	Площадь проходного сечения
				Трубок fт	Межтрубного пространства fмт
9-168-2000-P	158	37	3,4	0,0057	0,0122

5.1.2 Скорость воды в трубах и между трубами:

W_т = ,

W_мт =

W_т = =0,58

W_мт = =1,48



5.1.3 Эквивалентный диаметр межтрубного пространства:

d_э = = = 0,198м

5.1.4 Средняя температура воды в трубках и между трубками:

?_т=0,5(t^,_т+ t^,,_т)=0,5(5+30)=175

?_мт=0,5(t^,_мт+ t^,,_мт)=0,(37+30,1)=33,6

5.1.5 Коэффициенты теплопередачи на поверхностях стенок в трубном и межтрубном пространстве:

_мт =(1630+21 ?_мт -0,04 ?_мт^-2)

d^0,2_n

_т=(1630+21 ?_мт -0,04 ?_мт^-2)

_мт= (1630+2133,6-0,04133,6²)()

_т= (1630+2117,5-0,04117,5²)() =2289,3

5.1.6 Коэффициенты теплопередачи, Вт/(м²К):

К=(+ + )^-1

Где - коэффициент, учитывающий снижение коэффициента теплопередачи из-за наличия накипи и загрязнения поверхности трубок, принимаются = 0,8:8 - толщина стенки трубки, 8 = 0,5(d_и- d_в);

_м = 105Вт/(мК)

К =0,8( + + )^-1 =841,9

5.1.7 Средний температурный напор:

Характеристика центробежного насоса консольного типа

Типоразмер	Подача V,м3/ч	Напор Н,м	КПД ?н %	Мощность Электродвигателя Nэд,к Вт	Габаритные размеры,мм
					В плане	высота
К-80-65-160	50	32	70	7,5	942х390	428

Расхождение между рассчитанной мощностью электродвигателя насоса и номинальной мощностью составляет 45 %. Требуется замена электродвигателя.

5.2 Подбор насосов Н2

Исходные данные и параметры для расчета:

1. Объемный расход воды по участкам V_ов= 160м³/ч = 0,044м³/с

2. Расстояние до потребителей L, принимается L=50….100м.

3. Требуемый напор у потребителя Н_тр=25…35 м вод. ст,-для технологических потребителей.

4. Скорость воды в нагнетательном трубопроводе w_наг= 1,5…2,5 м/с.

5.2.1 Оценивается внутренний диаметр,м:

d _в==0,193

Полученный внутренний диаметр трубы округляется до ближайшего стандартного размера [1].



Характеристики стальных бесшовных труб (материал Ст.3сп)

Условный проход d у, мм	Наружный диаметр d н, мм	Номинальный внутренний диаметр d в, мм	Площадь сечения по внутреннему диаметру f,м2
200	219	205	0,0329

5.2.2 По выбранному диаметру трубы уточняется скорость воды:

v = =1,33

5.2.3 Число Рейнольдса:

Re =,

где v - кинематическая вязкость воды.

Re= 570397,48

5.2.4 Коэффициент сопротивления трения для турбулентного режима течения:

л = 0,11(+)^0,25,

где К_э - абсолютная эквивалентная шероховатость стенки трубопровода, м. Для стальных трубопроводов в условиях нормальной эксплуатации (с незначительной или умеренной коррозией) К_э= (0,2…0,4)х10^-3м.

л =0,109



5.2.5 Снижение напора на прямых участках ,м вод.ст.:

Н_пр=л* =4,81

5.2.6 Напор, развиваемый насосом, м вод.ст.:

Н= (1,2…1,3)Н_пр + Н_тр =1,2 х 4,81+ 95 = 40,8

5.2.7 Для проверки возможности использования комплектного электродвигателя насоса рассчитывается потребная мощность электродвигателя, кВт:

N_эд= К_зап,

где V_н - объемная подача рабочего насоса в расчетном режиме, ?_н - КПД насоса [1];?_эд -КПД электродвигателя, равный 0,8…0,9; К_зап- коэффициент запаса, равный 1,1.

Объемная подача рабочего насоса в расчетном режиме:

V_н=,

где n_р- количество рабочих насосов

V_н=0,04414/4=0,011

N_эд=1,1 = 8,3

Выбираем насос типоразмера К- 80-50-200



Характеристика центробежного насоса консольного типа

Типоразмер	Подача V,м3/ч	Напор Н,м	КПД ?н%	Мощность электродвигателя Nэд,кВт	Габаритные размеры, мм
					В плане	высота
К-80-50-200	50	50	65	15	1127х458	485

Расхождение между рассчитанной мощностью электродвигателя насоса и номинальной мощностью составляет 45%. Требуется замена электродвигателя.

5.3 Подбор насосов НЗ

Исходные данные и параметры для расчета:

1. Объемный расход воды по участкам V_гв=0,0033

2. Расстояние до потребителей L, принимается L= 50…100 м.

3. Требуемый напор у потребителя Н_тр=10…15 м вод. ст. - для систем горячего водоснабжения.

4. Скорость воды в нагнетательном трубопроводе w_наг=1,5…2,5м/с.

5.3.1 Оценивается внутренний диаметр, м:

d _в= =0,053

Полученный внутренний диаметр трубы округляется до ближайшего стандартного размера [1].

Характеристики стальных бесшовных труб (материал Ст.3сп)

Условный проход d у, мм	Наружный диаметр d н, мм	Номинальный внутренний диаметр d в, мм	Площадь сечения по внутреннему диаметру f,м2
50	57	50	0,00196

5.3.2 По выбранному диаметру трубы уточняется скорость воды:

v = =1,08

5.3.3 Число Рейнольдса:

Re =,

где v - кинематическая вязкость воды.

Re = 175892,11

5.3.4 Коэффициент сопротивления трения для турбулентного режима течения:

л = 0,11(+)^0,25,

где К_э - абсолютная эквивалентная шероховатость стенки трубопровода,м. Для стальных трубопроводов в условиях нормальной эксплуатации ( с незначительной или умеренной коррозией) К_э= (0,2…0,4)х10^-3м.

л =0,028

5.3.5 Снижение напора на прямых участках ,м вод. ст.:

Н_пр=л* =8,15



5.3.6 Напор, развиваемый насосом, м вод.ст.:

Н= (1,2…1,3)Н_пр + Н_тр =24,8

5.3.7 Для проверки возможности использования комплектного электродвигателя насоса рассчитывается потребная мощность электродвигателя, кВт:

N_эд= К_зап,

где V_н - объемная подача рабочего насоса в расчетном режиме, ?_н - КПД насоса [1];?_эд -КПД электродвигателя, равный 0,8…0,9; К_зап- коэффициент запаса, равный 1,1.

Объемная подача рабочего насоса в расчетном режиме:

V_н=,

где n_р- количество рабочих насосов

V_н=0,0038/2=0,00165

N_эд=1,1 = 0,76

Выбираем насос типоразмера К- 65-50-160

Характеристика центробежного насоса консольного типа

Типоразмер	Подача V,м3/ч	Напор Н,м	КПД ?н%	Мощность электродвигателя Nэд,кВт	Габаритные размеры, мм
					В плане	высота
К-65-50-160	25	32	64	5,5	865х340	376

Расхождение между рассчитанной мощностью электродвигателя насоса и номинальной мощностью составляет 86,1%. Требуется замена электродвигателя.

5.4 Подбор насосов Н4

Исходные данные и параметры для расчета:

1. Объемный расход воды по участкам V_г=0,026

2. Расстояние до потребителей L, принимается L= 50…100 м.

3. Требуемый напор у потребителя Н_тр=25…35 м вод. ст. - для технологических потребителей.

4. Скорость воды в нагнетательном трубопроводе w_наг=1,5…2,5м/с.

5.4.1 Оценивается внутренний диаметр, м:

d _в= =0,149

Полученный внутренний диаметр трубы округляется до ближайшего стандартного размера [1].

Характеристики стальных бесшовных труб (материал Ст.3сп)

Условный проход d у, мм	Наружный диаметр d н, мм	Номинальный внутренний диаметр d в, мм	Площадь сечения по внутреннему диаметру f,м2
150	159	150	0,0177

5.4.2 По выбранному диаметру трубы уточняется скорость воды:

v = =1,47

5.4.3 Число Рейнольдса:

Re =,

v - кинематическая вязкость воды.

Re = 461938,9

5.4.4 Коэффициент сопротивления трения для турбулентного режима течения:

л = 0,11(+)^0,25,

где К_э - абсолютная эквивалентная шероховатость стенки трубопровода,м. Для стальных трубопроводов в условиях нормальной эксплуатации ( с незначительной или умеренной коррозией) К_э= (0,2…0,4)х10^-3м.

л =0,022

5.4.5 Снижение напора на прямых участках ,м вод. ст.:

Н_пр=л* =1,62

5.4.6 Напор, развиваемый насосом, м вод. ст.:

Н= (1,2…1,3)Н_пр + Н_тр =1,2х 1,62+35=36,9



5.4.7 Для проверки возможности использования комплектного электродвигателя насоса рассчитывается потребная мощность электродвигателя, кВт:

N_эд= К_зап,

где V_н - объемная подача рабочего насоса в расчетном режиме, ?_н - КПД насоса [1];?_эд -КПД электродвигателя, равный 0,8…0,9; К_зап- коэффициент запаса, равный 1,1.

Объемная подача рабочего насоса в расчетном режиме:

V_н=,

где n_р- количество рабочих насосов

V_н=0,026/3=0,009

N_эд=1,1 = 6,11

Выбираем насос типоразмера К- 80-50-200

Характеристика центробежного насоса консольного типа

Типоразмер	Подача V,м3/ч	Напор Н,м	КПД ?н%	Мощность электродвигателя Nэд,кВт	Габаритные размеры, мм
					В плане	высота
К-80-50-200	50	50	65	15	1127х458	485

Расхождение между рассчитанной мощностью электродвигателя насоса и номинальной мощностью составляет 59%. Требуется замена электродвигателя.



5.5 Подбор насосов Н5

Исходные данные и параметры для расчета:

1. Объемный расход воды по участкам V_Би=0,0227

2. Расстояние до потребителей L, принимается L= 50…100 м.

3. Требуемый напор у потребителя Н_тр=0 м вод. ст.

4. Скорость воды в нагнетательном трубопроводе w_наг=1,5…2,5м/с.

5.5.1 Оценивается внутренний диаметр, м:

d _в= =0,12

Полученный внутренний диаметр трубы округляется до ближайшего стандартного размера [1].

Характеристики стальных бесшовных труб (материал Ст.3сп)

Условный проход d у, мм	Наружный диаметр d н, мм	Номинальный внутренний диаметр d в, мм	Площадь сечения по внутреннему диаметру f,м2
125	133	125	0,0122

5.5.2 По выбранному диаметру трубы уточняется скорость воды:

v = =1,85

5.5.3 Число Рейнольдса

Re =,

где v - кинематическая вязкость воды.

Re = 229870,78

5.5.4 Коэффициент сопротивления трения для турбулентного режима течения:

л = 0,11(+)^0,25,

где К_э - абсолютная эквивалентная шероховатость стенки трубопровода, м. Для стальных трубопроводов в условиях нормальной эксплуатации (с незначительной или умеренной коррозией) К_э= (0,2…0,4)х10^-3м.

л =0,043

5.5.5 Снижение напора на прямых участках ,м вод. ст.:

Н_пр=л* =6

5.5.6 Напор, развиваемый насосом, м вод. ст.:

Н = (1,2…1,3) Н_пр + Н_тр

5.5.7 Для проверки возможности использования комплектного электродвигателя насоса рассчитывается потребная мощность электродвигателя, кВт:

N_эд = К_зап ,

где V_н - объемная подача рабочего насоса в расчетном режиме, з_н - КПД насоса [1]; з_эд - КПД электродвигателя, равный 0,8…0,9; К_зап - коэффициент запаса, равный 1,1.

Объемная подача рабочего насоса в расчетном режиме:

V_н = ,

где n_р - количество рабочих насосов.

Выбираем насос типоразмера К-100-80-160.

Характеристика центробежного насоса консольного типа

Типоразмер	Подача V, м3/ч	Напор Н, м	КПД зн, %	Мощность электродвигателя Nэд, кВт	Габаритные размеры, мм
					в плане	высота
К-100-80-160	100	32	77	15	1245*458	485

Расхождение между рассчитанной мощностью электродвигателя насоса и номинальной мощностью составляет _____ %. Требуется замена электродвигателя.

5.6 Подбор насосов Н6

Исходные данные и параметры для расчета:

1. Объемный расход воды по участкам V_бк

2. Расстояние до потребителей l, принимается l = 50…100 м.

3. Требуемый напор у потребителя Н_тр = 0 м вод.ст.

4. Скорость воды в нагнетательном трубопроводе w_пог = 1,5…2,5 м/с



5.6.1 Оценивается внутренний диаметр, м:

d_в =

Полученный внутренний диаметр трубы округляется до ближайшего стандартного размера [1].

Характеристики стальных бесшовных труб (материал Ст.3 сп)

Условный проход dу, мм	Наружный диаметр dн, мм	Номинальный внутренний диаметр dв, мм	Площадь сечения по внутреннему диаметру f, м2
100	108	100	0,00785

5.6.2 По выбранному диаметру трубы уточняется скорость воды:

?? =

5.6.3 Число Рейнольдса:

Re = ,

где н - кинематическая вязкость воды.

5.6.4 Коэффициент сопротивления трения для турбулентного режима течения

л = 0,11,



где К_э - абсолютная эквивалентная шероховатость стенки трубопровода, м. Для стальных трубопроводов в условиях нормальной эксплуатации ( с незначительной или умеренной коррозией) К_э = (0,2…0,4) 10^-3 м.

5.6.5 Снижение напора на прямых участках, м вод.ст.:

Н_пр = о

5.6.6 Напор, развиваемый насосом, м вод.ст.:

Н = (1,2…1,3)Н_пр + Н_тр

5.6.7 Для проверки возможности использования комплектного электродвигателя насоса рассчитывается потребная мощность электродвигателя, кВт:

N_эд = К_зап,

где V_н - объемная подача рабочего насоса в расчетном режиме; з_н - КПД насоса [1]; з_эд - КПД электродвигателя, равный 0,8…0,9; К_зап - коэффициент запаса, равный 1,1.

Объемная подача рабочего насоса в расчетном режиме:

V_н = ,

где n_р - количество рабочих насосов.

Выбираем насос типоразмера К-80-65-160.



Характеристика центробежного насоса консольного типа

Типоразмер	Подача V, м3/ч	Напор Н, м	КПД зн, %	Мощность электродвигателя Nэд, кВт	Габаритные размеры, мм
					в плане	высота
К-80-65-160	50	32	70	7,5	942*390	428

Расхождение между рассчитанной мощностью электродвигателя насоса и номинальной мощностью составляет _____ %. Требуется замена электродвигателя.



6. РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ СИСТЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Принципиальная схема водоснабжения предназначена для того, чтобы дать полное представление о составе оборудования и его взаимном соединении, служит основанием для разработки других конструкторских документов, например компоновки оборудования.

При построении схемы были решены следующие вопросы: сбор и хранение теплой оборотной воды, ее очистка и охлаждение, подача охлажденной воды потребителю, наиболее полная утилизация теплой оборотной воды, размещение основного оборудования.

С целью уменьшения энергозатрат на приготовление горячей воды перед испарителями тепловых насосов установлен предварительный теплообменник. Для подачи оборотной воды и воды в контурах тепловых насосов применяются центробежные консольные насосы.

Применены байпасные линии конденсатора и испарителя для обеспечения номинального расхода воды в системе.

Дополнительные технические решения, разрабатываемые на принципиальной схеме системы водоснабжения

Цель разработки	Техническое решение
Выполнение требований озонобезопасности по предотвращению эмиссии фреона в атмосферу и воду питьевого качества	Применение агрегатированных тепловых насосов полной заводской готовности, установка разделительного теплообменника
Повышение теплопроизводительности тепловых насосов	Использование теплоты масла тепловых насосов
Снижение затрат на нагрев воды	Установка предварительного теплообменника
Гибкость в работе	Устройство обводных линий с запорными вентилями
Повышение надежности	Предусматриваются: резерв оборудования, обратные клапаны, грязевики, фильтры, обратная подача оборотной воды в бак теплой воды
Пополнение потерь воды	Прокладка трубопроводов подпитки свежей водой к градирне и расширительному баку
Поддержание температуры воды в системе горячего водоснабжения в периоды минимального водоразбора	Устройство линии циркуляции с насосом
Облегчение запуска и предотвращение кавитации насоса промежуточного контура	Установка расширительного бака выше уровня установки насоса
Выпуск воздуха из системы	Предусматриваются воздушники на насосах и коллекторах воды



7. КОМПОНОВКА ОБОРУДОВАНИЯ ТЕПЛОНАСОСНОЙ УСТАНОВКИ

В помещении машинного отделения располагаются теплообменники, гидравлические и тепловые насосы.

Определяем строительную площадь машинного отделения, м²:

F_стр = ,

где f₁ - площадь, занимаемая i-м элементом оборудования, м²;

k₁ - коэффициент, учитывающий дополнительную площадь для обслуживания оборудования, устройства подсобных и бытовых помещений.

Значение коэффициента k₁ принимается в зависимости от площади в плане единице оборудования: 4 - при f₁ < 2м²; 3,5 - при 2 < f₁ < 4м²; 3 - при 4 < f₁ < 6м²; 2,5 - при 6 < f₁ < 10м²; 2 - при f₁ > 10м².

Для машинного отделения предусматривают одноэтажное, отдельно стоящее здание или пристройку к производственному зданию. Высота основных помещений должна быть кратной 0,6 м, но не менее 4,8 м, чтобы можно было смонтировать грузоподъемные средства. Ширина поперечного пролета здания принимается кратной 3 м (6, 12, 15 и т.д.), шаг колонн по длине здания - 6 м.

Конструкция и толщина наружных стен: кирпичная кладка 380 мм. Конструкция внутренних стен: кирпичная кладка 250 мм. Конструкции перегородок: кирпичная кладка 65 мм.

Кроме основных помещений, предусматриваются вспомогательные и подсобно-бытовые помещения, необходимые для функционирования машинного отделения и обеспечения санитарно-бытовых условий обслуживающего персонала. Помещения размещают с одной или с двух сторон здания. Вход в эти помещения должен быть через отдельный коридор, имеющий вход снаружи и связанный дверью с машинным отделением. Эта часть здания может выполняться в два этажа, с высотой помещений 3 м, и должна иметь наименьшую ширину: прохода - 1 м, дверей - 0,8 м, коридора - 1,4 м, марша лестницы - 1,05 м, лестничной клетки - 2,15 м.

Здание машинного отделения должно иметь не менее двух выходов, максимально удаленных друг от друга. Один из выходов должен быть непосредственно наружу.

Оборудование размещают компактно по ходу движения оборотной и горячей воды, в соответствии с принципиальной схемой, группируя машины и аппараты по их функциональному назначению.

8. РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭКОНОМИЧНОСТИ ТЕПЛОНАСОСНОЙ УСТАНОВКИ

8.1 Эксергетический КПД теплонасосной установки

з_с = Э_вц,

где Э_в - удельный расход электроэнергии в идеальном тепловом насосе.

Э_в = 1 -

8.2 Годовой расход условного топлива на конденсационной электростанции, ту.т./год.

В_тн = 86,4 ,

где ф₃ - продолжительность отопительного периода, сут.; ф_л - продолжительность летнего периода, сут.; Q_н^р - удельная низшая теплота сгорания условного топлива, кДж/кг; з_ст - КПД электростанции; з_лэп - КПД линии электропередачи; ц - значение коэффициента трансформации, полученное в результате расчета термодинамического цикла теплового насоса.

8.3 Годовой расход условного топлива в котельной установке, которую замещает ТНУ, ту.т./год:

В_к = 86,4 ,

где з_к - КПД нетто котельной установки, принимается з_к = 0,8.

8.4 Годовая экономия условного топлива (в процентах):

ДВ = 100%



ВЫВОДЫ

Спроектирована оборотная система технического водоснабжения промышленного предприятия с использованием теплоты оборотной воды в тепловых насосах для нужд низкотемпературного отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Был произведен расчет режима работы теплонасосной установки и сделан выбор теплового насоса. Для улучшения энергетических показателей теплонасосной установки используются две байпасных линии. Одна при последовательной схеме включения конденсатора тепловых насосов по нагреваемой воде, а вторая при последовательном включении испарителей при противоточной схеме движения охлажденной воды.

В качестве предварительного и разделительного теплообменников применяем водяные секционные подогреватели типоразмеров 9-168*2000-Р и 11-219*2000-Р.

В качестве водоохлаждающего устройства используем градирню.

Трубопроводы являются связующим звеном в системе водоснабжения. В ходе проектирования определены диаметры и сделан выбор по сортаменту всех трубопроводов воды, как внутренних, так и внешних, соединяющих теплонасосную установку и градирни с потребителями, а также произведен подбор насосов Н1…Н6 и насосов байпасных линий.

Разработана принципиальная схема системы технического водоснабжения промышленного предприятия, предназначена для того, чтобы дать полное представление о составе оборудования и его взаимном соединении. Сделана компоновка оборудования теплонасосной установки. Оборудование размещено компактно по ходу движения оборотной и горячей воды, в соответствии с принципиальной схемой, группируя машины и аппараты по их функциональному назначению. При этом соблюдены правила техники безопасности и обеспечения удобства обслуживания.

Годовая экономия топлива от применения тепловых насосов для утилизации теплоты оборотной воды составляет _____ %. Таким образом, применение оборотной системы водоснабжения на промышленном предприятии является экономически выгодным решением и обеспечивает нормальную работу предприятия.

Размещено на Allbest.ru

...