Ім'я файлу: РГР по энергосбережению.doc
Розширення: doc
Розмір: 410кб.
Дата: 17.06.2021
Пов'язані файли:
ШЕВЧЕНКО Защита.docx



МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ОДЕССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ

Институт гидротехнического строительства и гражданской инженерии

кафедра теплогазоснабжения и вентиляции

Расчетно-графическая работа
по дисциплине
«Енергосбережение»
Выполнил: студент

группы ТВ-
№ з.кн.
Проверил:

ОДЕССА 2020

Содержание

1. Расчет рекуперативного кожухо-трубного теплообменника ТКТ 3

2. Расчет системы утилизации с промежуточным

теплоносителем………………………………………………………… 9

3. Расчет системы утилизации с промежуточным теплоносителем

и положительной начальной температурой приточного воздуха 13

4. Теплотехнический расчет вращающегося регенеративного

теплоутилизатора 17

Системы утилизации теплоты с рекуперативными теплообменниками.

Принцип работы системы утилизации теплоты с рекуперативным теплообменником основан на передаче теплоты от более нагретого удаляемого воздуха потоку, например, приточному вентиляционному воздуху, через поверхность ,которая разделяет эти потоки.


Рис.1 Схема рекуперативной установки на базе теплообменника ТКТ.
1. Расчет рекуперативного кожухо-трубного

теплообменника ТКТ

Исходные данные

г. Одесса

Температура наиболее холодной пятидневки - tн1=-18 °С;

Температура внутреннего воздуха tв1=18 °С;

Влажность наружного воздуха φв1=75 %;

Влажность внутреннего воздуха – φн1=45 %;

Расход наружного воздуха – Gн=7,5 кг/с

Расход внутреннего воздуха – Gв=5,7 кг/с
Методика расчета

1. Исходя из воздухопроизводительности системы приточно-вытяжной вентиляции к установке принимаем тип теплообменника-теплоутилизатора.

;

Подбираем теплообменник –теплоутилизатор ТКТ-30.

Для него выписываем характерные значения:

номинальный расход воздуха за год – 30000 м3/год;

F=248 м2 – площадь поверхности теплообменника;

fн=1,035 м2 - площадь сечения для прохода наружного воздуха;

fв=1,432 м2 - площадь сечения для прохода внутреннего воздуха;

2. Температура наружного воздуха после тепло утилизатора определяем, задаваясь коэффициентом температурной эффективности.

;

;

.

По I-D диаграмме находим ін2 = 2 кДж/кг.

Находим определяющую температуру наружного воздуха . Для этой температуры находим .

3. Определяем среднюю скорость наружного воздуха.

;

.

4. По графику в зависимости от средней скорости определяем значение коэффициента теплоотдачи наружного воздуха.

;

5. По I-d диаграмме определяем энтальпию наружного воздуха на выходе из теплообменника (по tн2 и φн1).

;

6. Определяем значение энтальпии удаляемого воздуха.

;

;

;

;

.

7. Наносим на I-d диаграмму процесс изменения состояния удаляемого воздуха, определяем величину изменения влагосодержания и tв2.

;

;

;

.
8. Так как определяем среднюю температуру стенки теплообменника-теплоутилизатора.

;

Находим определяющую температуру внутреннего воздуха . Для этой температуры находим 1.226м/с.

9. Определяем среднюю скорость удаляемого воздуха.

;

.

10. По графику в зависимости от средней скорости определяем значение коэффициента теплоотдачи со стороны удаляемого воздуха.

.

11. Определяем коэффициент теплоотдачи за счет скрытой теплоты конденсации водяных паров.

;

;

.

12. Коэффициент теплопередачи теплообменника.

;



.

13. Определяем теплопроизводительность теплообменника-теплоутилизатора.

;

14. Уточняем температуру наружного воздуха.

;

Сн=1,009 Дж/кг°С – теплоемкость наружного воздуха

;
15 .Определяем годовую экономию теплоты от использования данного теплообменника-теплоутилизатора.

;

где Q – теплопроизводительность при средней за отопительный период температуре наружного воздуха;

nот=3248 ч – продолжительность работы системы утилизации теплоты за отопительный период.

.

Системы утилизации теплоты с промежуточным теплообменником

Принцип работы систем утилизации теплоты с промежуточным теплоносителем основан на передаче теплоты удаляемых газовоздушных потоков промежуточному жидкостному теплоносителю с последующей передачей теплоты нагреваемой среде, например, приточному вентиляционному воздуху.



Рис.2 Принципиальная схема утилизации тепла с промежуточным теплоносителем в системах с отрицательными начальными температурами

приточного воздуха и переменным расходом теплоносителя.
2. Расчет системы утилизации теплоты с промежуточным теплообменником.

Исходные данные

г. Одесса

Температура наиболее холодной пятидневки - tн1=-18 °С;

Температура внутреннего воздуха tв1=18 °С;

Влажность наружного воздуха φв1=75 %;

Влажность внутреннего воздуха – φн1=45 %;

Расход наружного воздуха – Gн=7,5 кг/с

Расход внутреннего воздуха – Gв=5,7 кг/с.

Методика расчета

1. Определяем необходимое живое сечение по воздуху теплообменников, установленных в вытяжном и приточном каналах.

;

- массовая скорость.

;

.

2. Подбираем тип и количество теплообменников типа КВС-п.

Для удаляемого воздуха принимаем теплообменник 12-п со следующими характеристиками:

F=108,0 м2;

f=1,30 м2;

fж=0,0035 м2.

Для приточного воздуха принимаем два теплообменника 11-п со следующими характеристиками:

F=144,0 м2;

f=1,78 м2;

fж=0,0046 м2.

3. Определяем фактическую массовую скорость в каналах.



;

.

4. Определяем расход промежуточного теплоносителя по каналу с большим расходом воздуха.

;

где Wв=2 – водяной эквивалент;

Свозд=0,24 Дж/кг°С – теплоемкость воздуха;

Своды=4,18 Дж/кг°С – теплоемкость жидкости;

.

5. Определяем водяной эквивалент для установки в канале с меньшим расходом воздуха.

.

6. Определяем скорость движения промежуточного теплоносителя в трубках теплоообменика в вытяжном и приточном каналах.

;

где fж – площадь сечения трубки по жидкости.

ρж=1000 кг/м3 – плотность воды.

;

.

7. Определяем коэффициенты теплопередачи пластинчатых калориферов.

;

.

8. Уточняем коэффициент теплопередачи с учетом температурной поправки.

;

.



;

;

;

.



;

.

9. Определяем общую теплообменную поверхность теплообменника.

;

где F01=F02=2 – безразмерные коэффициенты.

;

.

10. Требуемое количество теплообменников устанавливают последовательно по ходу движения воздуха.

;

.

11. Уточняем общую фактическую теплообменную поверхность.

;

.

12. Уточняем безразмерный коэффициент Fоф.

;

;

.

13. Определяем температурную эффективность теплообменника.

;

.
14. Определяем общую температурную эффективность.

;

.

15. Находим температуру воздуха нагретого за счет утилизатора.

;

.

16. Конечную энтальпию удаляемого воздуха после теплообменников вытяжного канала определяют по зависимости

Iв.к.= Iв.н. - = 74 - = 41,7 кДж/ кг.

По I-d диаграмме при Iв.к.= 41,7 и φ=60 % находят конечную температуру вытяжного воздуха t.в.к.2.= 190С. На I-d диаграмму наносят процесс изменения состояния воздуха в теплообменниках с промежуточным теплоносителем.

17.Температура промежуточного теплоносителя на входе в воздухонагреватели приточного канала t.ж.н.., обеспечивающая конечную температуру приточного воздуха t.в.к. = 4 , определяется по формуле

t.ж.н..= = = 16,70С.

18.Температура промежуточного теплоносителя после воздухонагревателей приточного канала определяется по формуле

tж.к.= Ɵt.2 = 0,65∙ = 4,1 0С.

Так как tж.к. меньше 80С, то выбранный в качестве промежуточного теплоносителя 28% раствор нитрита натрия принят верно.

19. Количество утилизированной теплоты при расчетной начальной температуре приточного воздуха определяется по формуле

Qу= Gв. ∙ св ∙(tв.к. – tн.)= 21000 ∙ 1.005∙(4 +22)= 548730 Вт. =548,7 кВт

3.Системы утилизации теплоты с регенеративными вращающимися

теплообменниками
Принцип работы системы утилизации теплоты с вращающимся теплообменником базируется на передаче теплоты удаляемых газовоздушных потоков теплоты теплоаккумулирующей насадке, которая находится во вращающемся роторном элементе, с последующей передачей воспринятой теплоты нагреваемой среде, например, приточному вентиляционному воздуху




Рис. 3 Схема работы системы вентиляции с вращающимся

регенеративным теплоутилизатором
1 – помещение;

2 – вращающийся регенератор;

3,4 – вытяжной и приточный вентиляторы;

5 – воздушный клапан;

6 – фильтр;

7 – секция подогрева;

8 – шумоглушитель;

9 – наружный воздух;

10 – выброс в атмосферу.
Теплотехнический расчет вращающегося

регенеративного теплоутилизатора
Исходные данные

г. Одесса

Температура наиболее холодной пятидневки - tн1=-18 °С;

Температура внутреннего воздуха tв1=18 °С;

Влажность наружного воздуха φв1=75 %;

Влажность внутреннего воздуха – φн1=45 %;

Расход наружного воздуха – Gн=7,5 кг/с

Расход внутреннего воздуха – Gв=5,7 кг/с.

Методика расчета
1. Требуется подобрать вращающийся теплогенератор и определить параметры воздушных потоков на выходе из него.

ТП 25-Э2РГ.01 – Т-У с номинальным расходом от 20 м3/ч.

- для наружного воздуха.

- для приточного воздуха.

Et= 0,74 – эффективность теплообмена.

2. Водяной эквивалент воздушных потоков для удаляемого и приточного воздуха.

;

;

где С=1,005 кДж/(кг °С) – теплоемкость воздуха;

G – расход воздуха, кг/с.

;

;

В – соотношение водяных эквивалентов.

.
3. Используя величину 1/В, уточняем значение эффективности теплообменника. E= 0,82.

4. Определяем температуру удаляемого и наружного воздуха на выходе из теплоутилизатора.

;

.
5. Определяем температуру поверхности вращающейся поверхности на входе наружного и удаляемого воздуха.

;

.

6. Сравниваем температуру на входе наружного и удаляемого воздуха с температурой точки росы (tр = 2 °С).

поверхность вращающейся насадки частично сухая.

7. Определяем температурный критерий Θ.



8. По номограмме определяем число единиц переноса тепла – N=2,4.

9. По значениям N и Θ определяем долю сухой поверхности вращения теплоутилизатора: D = 0,185.

Оценка экономической целесообразности применения систем

утилизации теплоты

Необходимо определить экономический эффект от применения системы утилизации теплоты удаляемого вентиляционного воздуха с теплообменником ТКТ-30. Расчет ведется для II климатической зоны.

Исходные данные:

- экономия тепла составляет 2500 Квт;

- массовый расход наружного воздуха через теплообменник Gн = 7.5 кг/с;

- массовый расход удаляемого воздуха Gв = 5,6 кг/с;

- дополнительные аэродинамические сопротивления по тракту наружного воздуха ∆Рн = 186 Па, по тракту удаляемого воздуха ∆Рв = 277 Па.

Дополнительные капитальные вложения составляют:

- на дополнительные воздуховоды и обвязку утилизатора Кві= Коі =50000 грн;

- на автоматику Каі= 60000 грн;

- затраты на дополнительные строительные площадки Кпі = 0;

- замыкающие затраты на тепловую энергию Зт=1241,35 грн/Гкал;

- замыкающие затраты на электроэнергию Зэ=1,68 грн/Квт∙час.

Стоимость утилизатора теплоты Ку= 1600000 грн.

Определяют экономические показатели .

1. Дополнительные капитальные вложения рассчитывают в соответствии с формулой

К2 = (50000 +60000+1600000+0)1,2= 2052000 грн.

Дополнительные вложения по базисному варианту К1=0

2. Годовые эксплуатационные затраты определяют согласно формулы

Сі = ТТ + Саі+ Ст.рі + Сэі = 580418+215870+43174 +30990,2=870452,2

Т2 = 580418

Са = 0,121(60000 +60000+1600000+0)+ 0,155∙50000+0,026·0=215870 грн/год.

Ст.р= 0,2∙215870=43174 грн/год

Сэ2= грн/год.

Дополнительные эксплуатационные затраты по базисному варианту равны нулю.

3. Приведенные затраты равны З = Ен∙К2+ Сі = 0,2*2052000 + 870452,2= 1280852,2

4. Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений определяют по формуле

Ток =
ЛИТЕРАТУРА

1. ДБН В.2.5.- 67:2013 Опалення, вентиляція та кондицінування . Мінрегіонбуд України - 2013.- 123 с.

2. Энергосбережение в системах теплоснабжения, вентиляции и

кондиционирования воздуха. Справочное пособие. Под. ред. Л.Д. Богуславского, В.И.Ливчака− М.: Стройиздат, 1990. – с.622.

3. Богословский В.Н., Кокорин О.Я., Петров Л.В. Кондиционирование воздуха и холодоснабжение.− М.: Стройиздат, 1985.- 367 с.6.

4. Богуславский Л.Д. Экономика теплогазоснабжения и вентиляции. − М.: Стройиздат , 1988.- 356 с.

5. Е.Е. Карпис. Энергосбережение в системах кондиционирования воздуха. − М.: Стройиздат, 1989.- 268 с.





скачати

© Усі права захищені
написати до нас