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

Теплотехнические характеристики калориферов Марка калори­ Тепло­носи­ Скорость движения Теплоно­ Коэффициент теплопередачи К, Вт/(м2-К), при массовой скорости движения воздуха up, кг/(с-м2) Фера Тель Сителя, м/с 4 1 5 6 7 8 J 9 ,0 1 X I 12 Пар — 23,8 25,4 27,1 28,8 ЗО 31,9 32,7 34,2 34,9 КФС Вода 0,06 0,08 0,1 0,2 0,3 0,5 0,8 15,1 15,3 16,6 19,1 20,1 21,1 21,9 16,2 16,, 9 17,8 20,5 21,7 23 24 16,9 17,8 18,7 21,7 23 24,4 25,7 17,7 18.7 19.8 23,1 24,6 26 27,3 18,5 19,5 20.7 24,3 25.8 27,5 29 19 20.5 21.6 25.2 27 29 30.3 19,6 21 22,2 26,2 27,9 30,2 31,9 20.3 21,6 22,9 27,1 28,9 31.4 32,8 20,8 22,2 23.5 27,9 29,9 32.6 34,5 Пар — 20,8 22,7 24,6 26,2 27,9 29,3 30,6 31,5 33 КФБ Вода 0,06 0,08 0,1 0,2 0,3 0,5 0,8 14,5 15.1 15,8 17.7 18.8 19,8 20.2 15,6 16.4 17,1 19.5 20.6 21,9 22,4 16,5 17.3 18,1 20,9 22,2 23.4 24,2 17,3 18,2 19,2 22,2 23,6 25,2 25,8 18 19,2 20,1 23.6 25 26,6 27.7 18.7 19.8 20.9 24,5 26,2 27.1 29.2 19,4 20,6 21,9 25,7 27.4 29.5 30,7 20 21,3 22,6 26.7 28,5 30.8 31.9 20,7 22,1 23,5 27,9 29,9 32,1 33,5 Пар — 31 34,4 37,3 40 42,7 44,9 47,2 49,3 52,3 КФБО Вода 0,06 0,08 0,1 0,2 0,3 0,5 0,8 '20,5 21,6 22,7 25,6 27,1 28,6 29,5 22.3 23.5 24.6 28.4 30,1 32,1 33,3 23,7 25,1 26,5 30,7 32,9 35,3 36,9 25 26,6 28.3 32,9 35,5 38.4 40,1 26,3 28,1 29,9 34,9 37,9 41 43,3 27.4 29.5 31,4 36,7 40,3 43,7 46 28,6 30.7 32.8 38.7 42,4 46,2 48.8 29,6 31.8 33.9 40.5 44,3 48.6 51,3 30.7 33.1 35.2 42 46.3 50.8 54,2 Пар — 27,3 29,3 ЗІ 32,8 34,3 35,6 36,9 37,8 38,8 СТД Вода 0,06 0,08 0,1 0,2 0,3 0,5 0,8 18,1 19,1 19,8 22.3 23,5 24.4 25 Л 19,3 20,5 і 21,1 24.1 25,3 26,5 27.2 20.3 21.5 22.4 25.6 27.1 28,4 29.2 21,3 22.5 23.6 27,1 28,6 30.1 31.2 22,1 23,5 24,4 28.4 ЗО 31.5 32,7 22,9 24,3 25,5 29,5 31,3 32,9 34,2 23.5 25.1 26,3 30.6 32.6 34.2 35.7 24.2 25,7 27 31,6 33,6 35.3 36,9 24,9 26.4 27,9 32,7 34.5 36.6 38 Пар — 28,9 31,4 33,3 34 35,6 38,4 39,8 J 41 42,7 КВБ (однохо - довой) Вода 0,06 0,08 0,1 0,2 0,3 0,5 0,8 18.5 19.6 20.7 23.4 24.8 26.5 27,8 19,6 20,9 22 24,8 26,6 28,6 30 20,5 22 23.1 26.3 28.4 31.2 32,2 21.4 22,9 23,9 27,7 29,3 32,1 33.5 22,1 23.5 24.6 28,8 31 33,9 35,8 23 24,3 25.6 29,9 31.7 35 37,1 23,4 25 26.4 30,9 33.5 36,7 38,9 24.1 25.6 27.2 31.7 34,5 38 39.8 24,4 26,2 27,9 32,6 35,3 39,3 41,6

Продолжение табл. XII.2 Марка калори­ Тепло­носи­ Скорость Движения теплоно­ Коэффициент теплопередачи К, Вт/(м2-К), при массовой скорости движения воздуха up, кг/(с • м5) Фера Тель Сителя, м/с 4 1 5 | • 1 7 j « 1 9 | 10 | » 1 12 Квс (много­ходо­вой) Вода 0,2 0,3 0,5 0,8 25,6 26,3 28,2 29,8 27,5 28,2 30,3 32,2 29,1 29,9 31,9 33,9 30,6 31.4 33.5 35,7 31,8 32,8 35 37,2 33,2 34 36,4 38,6 34,2 35,2 37,6 40 35,4 36,3 38,8 41,2 36,4 37.4 40 42.5 К&Б (много­ходо­вой) » 0,2 0,3 0,5 0,8 26,2 27,7 29,6 31,5 28,2 29,6 31,8 33,8 29,8 31,4 33,6 35,8 31.3 33 35.4 37,8 32,7 34,5 36,9 39,3 33,8 35,8 38,3 40,8 36,1 37 39,7 42,4 36,2 38,2 40,8 43,5 37.2 39.3 42,1 44,8

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

Марка калорифера

47 60,8 214,6 244 55,9 50	56,8 75.5 269,5 307,7 68.6 61,7	68.6 90.2 335,2 380,2 82.3 73,5	81,3 105,8 403,8 451,8 97 86,2	95,1 124,5 485,1 540,9 114,7 99,9
86,5	105,1	125,1	146,4	169
63,9	77,3	91,7	107	120

КФС и кмс	13,7	20,6	28,4	37,2
КФБ и КМБ	18,6	27,4	37,2	49
КФСО	52,9	83,3	113,7	164,6
КФБО	64,7	98,9	140,1	190,1
Стд	16,7	24,5	34,3	44,1
КВБ (одно-	15,7	22,5	31,6	40,2
Ходовой)				69,5
КВС (много­	27,6	39,8	53,8
Ходовой)		/
КВБ (много­	20,3	29,8	40,1	51,5
Ходовой)

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.