Расчетно-графическая работа по дисциплине:

«Технологические энергоносители предприятий»

Тема работы: «Энергосберегающая система технического водоснабжения промпредприятия»

Задача: спроектировать оборотную систему технического водоснабжения промышленного предприятия с использованием теплоты оборотной воды в тепловых насосах для нужд низкотемпературного отопления, вентиляции и горячего водоснабжения при следующих исходных данных и параметрах:

1. 
   Температура воды для нужд отопления и вентиляции t_o= 65 °С.
   
2. 
   Охлаждение воды в отопительных приборах Δt_пр = 20 °С.
   
3. 
   Температура воды на горячее водоснабжение t_гв = 55 °С.
   
4. 
   Температура холодной воды для подпитки системы горячего водоснабжения t_хв = 10 °С.
   
5. 
   Температура охлажденной оборотной воды t_ох= 20 °С.
   
6. 
   Температура теплой оборотной воды t_нп = 40 °С.
   
7. 
   Тепловые нагрузки:
   

- горячего водоснабжения Q_гв= 1500 кВт;

- отопления Q_о = 900 кВт;

- вентиляции Q_в = 600 кВт.

8. 
   Расход оборотной воды V_ов= 250 м³/ч (V_ов=0,0694 м³/с).
   
9. 
   Город, для которого проектируется система водоснабжения – Нижневартовск.
   

Содержание
Введение………………………………………………………………...…………………..…4

1. 
   Составление функциональной схемы системы водоснабжения……….…..5
   
2. 
   Расчет режима работы теплонасосной установки и выбор тепловых насосов……………………………………………………………………………..…..7
   
3. 
   Выбор схем включения испарителей и конденсаторов тепловых насосов………………………………………………………………………….….….11
   
4. 
   Расчет термодинамического цикла теплового насоса……………….........14
   
5. 
   Тепловой расчет и подбор теплообменников
   

5.1.Расчет предварительного теплообменника………………………..….…20

5.2.Расчет разделительного теплообменника……………………………..…22

6. 
   Расчет и подбор градирен……………………………………………………...…25
   
7. 
   Расчет диаметров трубопроводов и подбор насосов
   

---

7.1.Подбор насосов Н1………………………………………………………….….27

7.2. Подбор насосов Н2………………………………………………………....…29

7.3. Подбор насосов Н3……………………………………………………….……32

7.4. Подбор насосов Н4……………………………………………………….……34

8. 
   Разработка принципиальной схемы системы водоснабжения……………42
   
9. 
   Компоновка оборудования теплонасосной установки………………………43
   
10. 
    Расчет показателей экономичности теплонасосной установки……...…44
    

Заключение…………………………………………………………………………...…..45

Библиографический список……………………………………………………………46


Введение

1.Составление функциональной схемы системы водоснабжения

Функциональная схема определяет общую структуру системы водоснабжения и способ соединения основного и вспомогательного оборудования.

При составлении функциональной схемы решаются следующие вопросы: сбор и хранение теплой оборотной воды, ее очистка и охлаждение, подача охлажденной воды потребителю, наиболее полная утилизация теплоты оборотной воды, назначение и тип основного оборудования.

Рассмотрим функциональную схему энергосберегающей системы технического водоснабжения промышленного предприятия с наиболее полным использованием теплоты оборотной воды (рис.1).




Рис.1.Функциональная схема энергосберегающей системы

технического водоснабжения

Теплая оборотная вода из цеха промышленного предприятия собирается в бак теплой воды БТВ и через фильтр Ф насосами Н2 подается на градирни ГР и испарители И тепловых насосов ТН, в которых оборотная вода охлаждается. Затем охлажденная оборотная вода поступает в цех предприятия. Насосы Н4 подают охлажденную воду из градирен в цех. Охлаждение оборотной воды также происходит и в предварительном теплообменнике ПТ холодной водой из водопровода, подаваемой под напором водопроводной сети в систему горячего водоснабжения. Этот теплообменник является первой ступенью подогрева воды, идущей на горячее водоснабжение. Второй ступенью подогрева служит разделительный теплообменник РТ, в котором греющей средой служит вода промежуточного контура. Циркуляцию воды в промежуточном контуре обеспечивают насосы Н1, нагрев воды – маслоохладители МО и конденсаторы К тепловых насосов. Расширительный бак РБ облегчает запуск насосов Н1 и служит также для подпитки промежуточного контура водой, компенсируя возможные ее утечки.

---

В периоды пониженного водоразбора из системы горячего водоснабжения циркуляцию воды обеспечивают насосы Н3. Вода от отопительных приборов и калориферов в промежуточный контур поступает через грязевик.

Каждый тепловой насос ТН снабжен регенеративным теплообменником РТО, что снижает потери энергии в терморегулирующем вентиле ТРВ. Охлаждаемая оборотная вода подается в испаритель И, где ее теплота отводится к кипящему фреону. Нагреваемая вода промежуточного контура подается в конденсатор К, где при конденсации пара фреона происходит ее нагрев. В компрессоре осуществляется сжатие пара фреона, что приводит к повышению его давления и температуры. Терморегулирующий вентиль при дросселировании жидкого фреона снижает его давление и температуру. В регенеративном теплообменнике теплота жидкого фреона, выходящего из конденсатора, используется для перегрева пара фреона при входе в компрессор. Поскольку в тепловом насосе применяется винтовой маслозаполненный компрессор, охлаждение масла производится в маслоохладителе МО водой промежуточного контура.
2. Расчет режима работы теплонасосной установки и выбор тепловых насосов
Объемный расход воды на горячее водоснабжение, м³/c:

,
где с – удельная теплоемкость воды, кДж/(кг*К);

ρ – плотность воды, кг/м³.

м³/с.
Температура подпиточной воды системы горячего водоснабжения на выходе из предварительного теплообменника:

t_ПТ = t_НП – Δt_НГ,
где Δt_НГ – недогрев подпиточной воды в предварительном теплообменнике до температуры оборотной воды, принимается Δt_НГ= 2…5 °С.

t_ПТ = 38 - 3 = 35 °С.
Тепловая нагрузка предварительного теплообменника, кВт:

Q_ПТ = V_ГВ cρ (

---

t_ПТ – t_ХВ).

Q_ПТ = 0,005·4,19·985,6(35 – 5) = 600 кВт.
Теплопроизводительность теплонасосной установки, кВт:

Q = Q_О + Q_В + Q_ГВ.

Q = 400+200+400 =2000 кВт.
Количество рабочих тепловых насосов, шт:

,
где Q_кн , Q_мн – номинальная теплопроизводительность конденсатора и маслоохладителя выбранного теплового насоса.

=4,11 шт.
Таким образом, N=4 шт.

Будем использовать однотипные и наиболее мощные тепловые насосы НТ-300, стремясь к максимальному использованию их мощности.

Количество устанавливаемых тепловых насосов с учетом резерва, шт.:
N_уст = N + 1, (6)
N_уст = 3+1 = 5 шт.

Таблица 1

Характеристики парокомпрессионных тепловых насосов в номинальном режиме [1]

Параметры	НТ-300
Теплопроизводительность, кВт: конденсатора маслоохладителя	300 40
Расход воды, м3/ч: через конденсатор через маслоохладитель через испаритель	90 13 120
Температура воды, °С: на выходе из конденсатора на выходе в испаритель	60 22
Перепад давления по воде, кПа: в конденсаторе в маслоохладителе в испарителе	26 5 9
Теоретическая производительность компрессора, м3/ч	602
Потребляемая мощность, кВт	132
Диаметр патрубков, мм: конденсатора испарителя	100 100
Габаритные размеры, мм	4800х1600х2155
Масса, кг	6050

Тепловые нагрузки конденсатора и маслоохладителя каждого теплового насоса в расчетном режиме, кВт:

---

.
т



Тепловая нагрузка конденсатора в расчетном режиме, кВт:
Q_к = Q_км – Q_м.

Q_к = 350-40 =310 кВт.
Тепловая нагрузка испарителя в расчетном режиме, кВт:


где φ – коэффициент трансформации теплового насоса, принимается

φ = 4…5.
Расход оборотной воды через предварительный теплообменник и испарители тепловых насосов, м³/с: .

м³/с.
Расход оборотной воды на градирни, м³/с:

V_Г = V_ОВ – V_НП,
где Vов – общий расход оборотной воды, м³/с.

V_Г = 0,0556 – 0,023 = 0,033 м³/с.
Расход воды на отопление, м³/с:

.

м³/с.

Расход воды на вентиляцию, м³/с:

.

м³/с.
Тепловая нагрузка разделительного теплообменника, кВт:

Q_РТ = V_ГВ·c·ρ·(t_ГВ – t_ПТ).

Q_РТ = 0,005·4,182·985,6·(55 – 35) = 400 кВт.
Температура горячей воды в промежуточном контуре конденсаторов и маслоохладителей тепловых насосов на выходе из разделительного теплообменника, °С:

t_РТ = t_ПТ + Δt_НО ,
где Δt_НО – недоохлаждение воды промежуточного контура в разделительном теплообменнике, принимается Δt_НО = 5…10 °С.

t_РТ = 35 + 7 = 42 °С.
Расход воды из промежуточного контура для нагрева воды на горячее водоснабжение в разделительном теплообменнике, м

---

Смотрите также файлы

• Тесты по изучаемым темам. Для студентов медицинских и фармацевтических вузов.doc

• Сочинение Заступник родной земли.docx

• Кодекс акции Георгиевская лента Акция Георгиевская ленточка.pdf

• Основные методы и направления психотерапии.rtf

• 1. Тепловой расчет двигателя.doc