Расчет и выбор марки водонагревателя.

Скоростные водонагреватели собирают из отдельных секций, число которых зависит от требуемой производительности тепла. Каждая секция нагревателя представляет собой корпус, изготовленный из стальной трубы, внутри которого размещают пучок из нагревательных латунных кии стальных трубок диаметром 14 - 16 мм. По этим трубкам пропускают нагреваемую воду, а вокруг них - греющую.

В скоростных водонагревателях расходуемая вода протекает с большой скоростью 0,5 - 2,5 м/с. Благодаря этому они имеют высокие коэффициенты теплопередачи, а следовательно, очень компактны и занимают небольшую площадь.

Расчет целесообразно вести в следующем порядке.

Задавшись скоростью движения нагреваемой воды V_н.в. в пределах 0,5 - 2 м/с, определяют требуемую площадь сечения трубок нагревателя f_тр, м², исходя из максимального часового расхода горячей воды ,м3/ч,

Пользуясь техническими данными водонагревателей, подбираем водонагреватель по ближайшему к вычисленному значению площади сечения трубок - МВН 2052-22 с площадью сечения трубок 0,00066 м2, после чего для выбранной марки водонагревателя вычисляют скорости движения нагреваемой V_н.ви греющей V_г.в. воды, м/с,

,

где   f м.п. - площадь сечения межтрубного пространства, по которому течет греющая вода, м2;

tн, tk - начальная и конечная температуры теплоносителя (табл. 1);

C - теплоемкость воды (С = 4,19 кДж/кг·град);

ρ - плотность воды (р = 1000 кг/м3). 

По вычисленным значениям V_н.в и V_г.в, находим величину коэффициента теплопередачи нагревательной поверхности К = 2083 Вт/м2·град. Величина коэффициента теплопередачи К меняется в зависимости от скоростей движения нагреваемой воды и теплоносителя в широких пределах. Чем больше скорости протекания, тем больше величина К и меньше потребная поверхность нагрева водонагревателя, и наоборот. При достаточном напоре в наружной сети скоростной нагреватель считается плохо подобранным, если К < 1700 Вт/м2·град. В этом случае следует взять более мелкий нагреватель, у которого будут большие скорости протекания нагреваемой и греющей воды, а следовательно, и большее значение К.

К = 2083 Вт/м2·град > 1700 Вт/м2·град - условие выполняется

Необходимую поверхность нагрева водонагревателей в м² определяют по вычисленному часовому расходу тепла , кВт, и коэффициенту теплопередачи К, Вт/м2 град.

где μ – поправочный коэффициент, учитывающий наличие накипи на трубках подогревателя (μ = 0,6 – для стальных трубок; μ = 0,75 – для латунных);

Δt – расчетная разность температур теплоносителя и нагреваемой воды, ^оС.

Для скоростных водонагревателей Δt определяют по формуле:

где Δt_б, Δt_м – большая и меньшая разности температур между теплоносителем и нагреваемой водой на концах водонагревателя

Чаще всего скоростные водонагреватели работают по противоточной схеме (холодная вода встречает остывший теплоноситель, а нагретая – горячий).

При этом:

где t_н, t_к - начальная и конечная температуры теплоносителя (см. задание);

t_х, t_г - начальная и конечная температуры нагреваемой воды (t_х = 5^оС, t_г = 75 ^оС).

Определив величину требуемой поверхности нагрева водонагревателя, подбирают определенный номер и число секций нагревателя из таблицы технических данных (прил.5).

где n_в – требуемое число секций принятого водонагревателя (округляется до целого)

S_в – площадь поверхности нагрева одной секции.