Применение теплоутилизаторов с промежуточным теплоносителем для вентиляционных систем

Эта глава основана на разработках профессора Кокорина О. Я. [ 16].

При разнесенных вытяжных и приточных вентиляционных системах этот способ является единственно возможным. В качестве промежуточного теплоносителя исполь­зуется водный раствор этиленгликоля с температурой замерзания — 30 °С.

Схема установки

Д

Л

О

03

О

А

С

О

О

подпись: л
о
03
о
а
с
о
о
Вытяжная система

Применение теплоутилизаторов с промежуточным теплоносителем для вентиляционных систем

V

О

3

3

3

С, . у) УИ

Обслуживаемое

Помещение

С аф 1 I аф 1

Аф

Прі

Иточная система

Применение теплоутилизаторов с промежуточным теплоносителем для вентиляционных систем

Р. бак

Ц. насос

Рис. 24.1

Вытяжная установка, удаляющая воздух из верхней зоны помещения, нагревает промежуточный теплоноситель в воздухонагревателях (теплоизвлекающий теплооб­менник), который затем следует в приточную установку, где отдает накопленное тепло в теплоотдающем теплообменнике. Обычно этого тепла не хватает для нагрева приточно­

Го воздуха до требуемой температуры, и поэтому установка комплектуется дополните­льным воздухонагревателем, работающим от системы теплоснабжения объекта.

Вся система действует от циркуляционного насоса и снабжена закрытым расшири­тельным баком.

Последовательность расчета и используемые формулы приведены в примере.

Пример

Исходные данные.

Место строительства: Москва tHB = -26 °С JH = -25,3 кДж/кг Объект: спортивный зал школы

0у = 4600кг/ч tyl = 23,2 °С Jyl = 39,6 кДж/кг фу1 = 3б% (24.1)

Gn = 4600 кг/ч tnl = 21,6 °С Jnl = 33 кДж/кг

1. На J-d диаграмме наносим (.) У, и (,)f с ^=2°Сиф(.:= 100 %. Процесс угилизации тепла пойдет по прямой, соединяющей эти две точки до относительной влажности фу2 (.) У2

Фу2 = 88 % при фу1 от 30 до 40 %

Фу2=92% при фу1 от 50 до 70 %

Фу2 = 98 % при фу1 более 70 %

Точка У2 имеет параметры ty2 = 4,4 °С Jу2 =16 кДж/кг фу2 =88 % (Рис. 24.1)

Примечание: Если влагосодержание точки уходящего воздуха менее 4,5 г/кг, то про­цесс утилизации пойдет без конденсации влаги по линии d = const до температуры

Ty2=4°C

2. Для дальнейших расчетов строим линию условно сухого режима по d = const из (.) f. Проводим линии энтальпий из точек У1 и У2 до пересечения с d = const. Это точки У и У,’

С параметрами:

(.) У,1 t « =28°С У,’ = 39,6 кДж/кг

У1

(.)У‘ t, =4,6° С У j = 6 кДж/кг

У 2

3. Количество утилизируемого тепла составит:

Qy =Gy *(/,, — Jyl) =c*Gy *(ty] — ty2) кДж/ч (24.2)

0 = 4600*(39,6-16) = 108600 кДж/ч

4. Находим температуру наружного воздуха после теплоотдающего теплообменника:

_108б0^_ с (24.3)

GH*c 4600*1,005

Парциальное давление водяных паров ({()-N / га-} О 5 10 15 20 25

Применение теплоутилизаторов с промежуточным теплоносителем для вентиляционных систем

Влагосодержание хРис. 24.1

5. Определяем количество этиленгликоля, циркулирующего в системе:

^ Оу / (24.4)

Оа(Ь =————— , кг/ч

Ф С„ф * ы. ф

Ыаф рекомендуется принимать равной 6 °С, а удельная теплоемкость Саф = 3,5 кДж/кг,°С, тогда: Оаф = 108600 / 3,5 / 6 = 5170 кг/ч

Для предотвращения обмерзания средняя температура этиленгликоля принимается равной: гсраф =1 °С, тогда

, =1 + ^к=1 + 6=40С <24’5)

2 2

/ =1— = -2°С

Аф2 1 2

6. По формуле: 0Г>, = ——— (24.6)

^701 _ ^Н1

Находим показатель теплотехнической эффективности в условно сухом режиме теплоотдающего теплообменника:

2,5-4,6 4-(-26)

Ґ, — ґ,

А по формуле 0^ = ———- — (24.7)

~Кф2

Находим этот показатель для теплоизвлекающего теплообменника:

0 = 28 ~4’6 =0,78

28-(-2)

(х ^ о,

7. По формуле: Ж = —п (24.8)

Саф* Саф

Вычисляем отношение теплоемкости потоков:

Для теплоотдающего и теплоизвлекающего теплообменников:

= 4600 *1,005 =026 5170*3,5

8. По табл. 24.1 находим численное значение критерия Фурье (Р0).

Таблица 24.1

Таблица значений критерия Фурье

Теплотехническая эффективность 0,

Отношение теплоемкости потоков, XV

0,2

0,4

0,8

1,6

3,2

0,9

2,75

0,8

1,8

2,2

3,0

0,7

1,3

1,5

1,9

_

_

0,6

1,0

1,15

1,3

3,0

_

0,5

0,75

0,8

0,9

1,4

_

0,4

0,55

0,6

0,7

0,85

_

0,3

0,4

0,45

0,45

0,5

1,0

0,2

0,25

0,26

0,27

0,3

0,4

0,1

0,2

0,2

0,2

0,22

0,25

Р0= 1,8

9. Требуемая величина произведения коэффициента теплопередачи теплообменни­ка на площадь теплообмена:

К* р _Ц6*С„*^0 (24.9)

3,6

(для теплоотдающего теплообменника)

* 1,16*4600*1,8 = 26?0 ^

3,6

Для теплоизвлекающего:

К»р (24.10)

‘ 3,6

При наличии конденсации влаги и

1,16*6,*^ (24.11)

К*р

3,6

Без конденсации

+ 1,5* 4600* 1,8 = 3450

3,6

2

Задаваясь массовой скоростью 2,5 кг/м с находим фронтальное сечение теплоотда­

Ющего теплообменника:

Ґ 4600 0 ОЛ г

/л „ =——— 2————————- = 2,20 м

Ф’п ^*3600 0,581*3600

К расчету принимаем медноалюминиевые теплообменники фирмы ВЕЗА. Наибо-

2

Лее близко подходит теплообменник ВНВ 243 № 10 с Б = 15,9 м, площадью сечения тру — бок для прохода теплоносителя ^ = 0,000475 м и площадью фронтального сечения Бф = 0,581 м2.

Фактическая массовая скорость составит:

Л/ 4600 — 2

Ур,, —————————- = = 2,20 кг/м с

Ф ^ * 3600 0,581*3600

Вычисляем скорость теплоносителя в трубках, предварительно задавшись тем, что этиленгликоль будет идти по двум теплообменникам параллельно:

°аф 5170

Со =————- ———- =———————————— = 1,43 м/с

3600 *р^*/. *2 3600*1055*0,000475*2

2 0

Коэффициент теплоотдачи Кп Вт/м С составит:

Кп = 20,94*(Кр)°’37 *со°’18 = 20,94*2,2°’37 * 1,430Д8 =29,9Вт/м20С

Требуемая поверхность теплообменника:

V * /г

Ртр=—^=Юм2 А п

Число теплообменников, установленных последовательно:

Р 89

N=^=—=5,6 шт ^ 15,9

К установке принимаем 6 шт.

Их аэродинамическое сопротивление по воздуху составит:

Ар = 7,96 * Кр1,59 * N Па

. Ар =7,96 *2,21,59 *6 =167 Па

Гидравлическое (3 группы по 2 параллельно)

Рж = 1,968 * 1Х * со1,69 * ^ кПа, где

1Х = 1,155м — длина трубки в одном ходе, м

Рж = 1,968*1,155 *1,43169 =12,5 кПа

11.Аналогичные расчеты, выполненные для вытяжной системы дали следующие ре­зультаты:

Число последовательно соединенных воздухонагревателей ВНВ 243 №10 N = 8 шт. Аэродинамическое сопротивление блока Ар = 223 Па Гидравлическое: рж = 16,6 кПа

Posted in Системы вентиляции и кондиционирования


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *