Система утилизации тепла с промежуточным теплоносителем

По виду теплообменивающихся сред данные утилизаторы относятся к типу воздух-жидкость (тепло вытяжного воздуха принимает жидкость, а потом эта жидкость отдаёт тепло приточному воздуху).

Исходные данные:

Приток:

5)

Вытяжка:

6)

7) В качестве промежуточного теплоносителя принимаем 28 %-ый раствор нитрита натрия, так как .

Определить:

Автоматика-?

Расчёт:

Расчёт будем вести по 2 схеме:

Ø Начальная температура наружного воздуха – отрицательная.

Ø Применяется для помещений, в которых остановка приточной системы даже на непродолжительный период времени не допускается.

Исходя из этого, в схеме № 2 в критические моменты увеличивается количество промежуточного теплоносителя; для этого в схеме устанавливается 2 рабочих насоса.

Также схема предусматривает автоматическую защиту калориферов вытяжного канала от замерзания.

Стоит отметить, что 2 схема самая надёжная (с количественным регулированием).

Соотношение водяных эквивалентов:

1) Определим необходимое живое сечение по воздуху теплообменников в вытяжном и приточном каналах:

, где

Приток:

Вытяжка:

2) Выбираем тип и количество теплообменников (КСк), устанавливаемых параллельно по ходу движения воздуха, и определяем их теплообменную поверхность:

По Шиллеру (спр. проектировщика, книга 2, часть 3) подбираем калориферы типа КСк в зависимости от :

Приток: КСк4-6-02АХЛЗ [ =2 шт., параллельно по воздуху] с

Вытяжка: КСк4-9-02АХЛЗ [ =1 шт.] с

3) Определим фактические массовые скорости движения воздуха для принятых калориферов:

Приток:

Вытяжка:

4) Определим расход промежуточного теплоносителя (кг/ч):

(теплоёмкость воздуха);

(теплоёмкость 28 %-ого раствора нитрита натрия).

5) Определим минимальное отношение водяных эквивалентов:

6) Определим скорость движения промежуточного теплоносителя в трубках теплообменников в приточном и вытяжном каналах:

(плотность 28 %-ого раствора нитрита натрия при температуре 0⁰ С);

(площадь живого сечения теплообменников по теплоносителю: калориферы КСк4-6 и КСк4-9 для притока и вытяжки имеют одинаковое значение).

Приток/вытяжка:

Скорость движения теплоносителя в трубках теплообменников должна быть 0, 5÷ 2 м/с: гидравлическое сопротивление теплообменников не должно превышать экономически целесообразную величину, определяемую возможностью использования выпускаемых промышленностью насосов и оптимальными расходами энергии на перемещение теплоносителя.

В нашем случае данное условие выполняется.

7) Определим коэффициенты теплопередачи тепла K для притока и вытяжки по уже известным и , (см. Шиллер):

В справочнике Шиллера коэф-нт теплопередачи для значений скорости теплоносителя дан максимум до 1, 2 м/с. Поэтому определим K по эмпирической формуле:

Приток:

Вытяжка:

8) Уточним коэффициенты теплопередачи с учётом температурной поправки

Величина зависит от

Приток:

Вытяжка:

9) Определим необходимую общую теплообменную поверхность воздухонагревателей:

(оптимальные критерии Фурье: соответствуют оптимальным значениям теплоэнергетической эффективности установки).

Приток:

Вытяжка:

10) Определяем требуемое количество теплообменников, установленных последовательно по ходу движения воздуха:

Приток:

Вытяжка:

11) Вычислим фактические общие теплообменные поверхности:

Приток:

Вытяжка:

12) Определим фактические безразмерные параметры (критерии Фурье):

Приток: отличается от

Вытяжка: отличается от

13) Определим относительные перепады температур в теплообменниках (по существу, определяем температурную эффективность):

По рис. 3 (см. методичку) в зависимости от фактического критерия Фурье и от отношения водяных эквивалентов находим значения относительных перепадов температур для притока и вытяжки:

Приток: .

Вытяжка: .

14) Определим общий относительный перепад (общая температурная эффективность установки) по приточному каналу:

потока за счёт выпадения конденсата на поверхности воздухоохладителя в зависимости от начальной температуры приточного воздуха и относительной влажности удаляемого.

15) Вычислим температуру приточного воздуха после теплообменника:

16) Из условия воздушно-теплового баланса определим температуру вытяжного воздуха после теплообменника:

17) Определим температуру промежуточного теплоносителя на входе в воздухонагреватель приточного канала:

18) То же на выходе:

19) Определим количество утилизированного тепла при расчётной начальной температуре приточного воздуха:

Переведём в ватты:

20) Определим потери давления в приточном и вытяжном каналах:

Приток:

Вытяжка:

21) Необходимость защиты от замерзания:

В расчёте пластинчатого теплообменника-утилизатора по i-d диаграмме (прил. 1) была определена температура точки росы, равная .

В данном расчёте температура вытяжного воздуха из теплообменника-утилизатора равна

Исходя из условия образования конденсата: - можно сделать вывод, что в данном расчёте конденсат выпадать будет.
Защита от замерзания нужна.