Учебник - Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях (989625), страница 50
Текст из файла (страница 50)
Расчет среднечасового расхода тепла за сутки наибольшего водопотребления Qгвс.ср имаксимального часового расхода тепла на горячее водоснабжение Qгвс.макс ( ккал/ч).Qгвс.ср=1,2×Σ( Gнв.гвс.н×N)×(tгв-tхв)/24,где tгв – температура горячей воды, tхв – температура холодной воды, подаваемой в систему горячеговодоснабжения. Расчетные температуры в системе горячего водоснабжения - 60/5 0С.Qгвс.макс.= Qгвс.ср×Кч ккал/ч.Расчет годового расхода тепла на ГВС Qгвс.год. (ккал/год).Qгвс.год.= Qгвс.ср×nо+0,8× Qгвс.ср×(8400-nо)× )×(tгв-tхвл)/ (tгв-tхвз),где nо – продолжительность отопительного периода в часах (nо=Zот×24, Zот- продолжительность отопительного периода в сутках по [8], tхвл –температура холодной воды летом, принимаемая +15 0С, tхвз –температура холодной воды зимой, принимаемая +5 0С.IV.
Расчет максимального часового расхода тепла на отопление Qо (ккал/ч).Qо=qо×(tв-tн)×Vзд×к,где qо – удельная отопительная характеристика здания (ккал/ч град м3), tв – расчетная температуравоздуха внутри помещения [5], tн – расчетная температура наружного воздуха для систем отопления[5,8], Vзд – строительный объем здания, к- коэффициент, учитывающий отличие расчетной температуры от температуры при которой приведены удельные отопительные характеристики.Максимальный расход тепловой энергии за год (Гкал/год):Qо.год= Qо×[(tв-tн.ср)/ (tв-tн)]×nо/106,где tн.ср – средняя температура наружного воздуха за отопительный период [8].Расчетный расход тепла (ккал/ч) на отопление при температурах наружного воздуха, отличающихся от расчетныхQ*о = Qо×[(tв-tнв)/ (tв-tн)],где tнв - температура наружного воздуха (средняя за месяц, текущая и т.д.).V.
Расчет максимального часового расхода тепла на вентиляцию (Qв в ккал/ч) и годовогорасхода тепла на вентиляцию (Qв.год в Гкал/год). .Аналогично расчету расходов тепла на отопление вычисляют:Qв=qв×(tв-tн)×Vзд×к, ,где qв – удельная вентиляционная характеристика здания (ккал/ч град м3).Qо.год= Qо×Zв[(tв-tн.ср)/ (tв-tн)]×nо/106,где, Zв=n/24. n- число часов работы вентиляции в сутки.Тепловой баланс помещенияЖилые помещения в холодный период года потребляют теплоту для компенсации тепловых потерь чограждения (Qогр) и нагрев инфильтрующего воздуха (Qинф). В тоже время в помещение поступает теплота, вляемая техникой (Qобор.), приборами освещения (Qосв) и отопительной системой (Q0).
Поддержание фиксиро150ного значения температуры воздуха внутри здания возможно только в тех случаях, когда суммарные теплопо(Qогр+ Qинф) будут компенсироваться теплопоступлениями (Qобор.+Qосв+Q0).Тепловой баланс помещения:Qогр+Qинф=Qобор. +Qосв+Q0,Тепловая нагрузка отопительной системы (без учета теплопоступления от людей):Q0=Qогр+Qинф-(Qобор. +Qосв).Расчет теплопотерь через наружные ограждения (стены, окна, двери, подвальные помещения).QОГР= A ⋅ (t В − t Н ) ⋅ (1 + ∑ β ) ⋅n,Rгде А – расчетная площадь наружного ограждения (м2), tВ- расчетная внутренняя температура воздуха в помнии (0С), tН- расчетная наружная температура воздуха (для г.
Москвы tН =-260С),∑ β - коэффициент ориентздания в пространстве, n- коэффициент ограждающей конструкции, R- термическое сопротивление (м2⋅0СТермическое сопротивление равно=R1α+ВНδ1,+λ αНгде αвн – внутренний коэффициент теплоотдачи (Вт/(м2⋅0С)), δ- толщина ограждающей конструкции (м), λ- кфициент теплопроводности (Вт/(м⋅0С)), αН- наружный коэффициент теплоотдачи (Вт/(м2⋅0С)).Расчет расхода теплоты на нагревание инфильтрующего воздуха в жилом помещении при естествевытяжной вентиляции, не компенсируемый подогретым приточным воздухом.Q ИНФ = 0.28 ⋅ L ⋅ ρ ⋅ C ⋅ t В − t Н ⋅ K ⋅ F ,(2)3где L- расход удаляемого воздуха на 1м , (принимают L= 3 (м /ч)); ρ- плотность воздуха, (кг/м3); С- удельнаялоемкость воздуха; F-жилая площадь помещения (м2), K- коэффициент учета влияния встречного тепловогока конструкции, (зависит от вида переплетов окон, дверей; их количества (см.
в табл. 4.1).Таблица 4.1Зависимость коэффициента учета влияния встречного теплового потока конструкции от вида переплния.Тип окнаВид переплетенияКоэффицие1Двойное остекление из деревянных неспаренных переплетов0,82Двойное остекление из деревянных спаренных переплетов0,73Одинарное остекление из деревянных переплетов1Расчет тепловой мощности, рассеиваемой осветительными приборами.QОСВ= N ПРИБОРА ⋅ a ,где NПРИБОРА- суммарная мощность осветительных приборов в помещении, (Вт),a-коэффициент,учитывающий арматуру.Таблица 4.2Зависимость коэффициента, учитывающего арматуру, от вида лампы.Вид лампыКоэффициентaЛюминесцентныеНакаливанияОткрытыеЗакрытыеОткрытыеЗакрытые0,90,610,7Тепловыделения от оборудования.QОБО= 0. 3 ⋅ N ⋅ n ,где N- потребляемая мощность оборудования по паспорту, (кВт), n- количество единиц техники.Аналитический расчет состояния и процессов обработки влажного воздухаПри решении задач энергосбережения в системах вентиляции и кондиционирования необходиморассчитывать изменение состояния влажного воздуха.
В инженерной практике это делается с помощью H, d – диаграмм. При использовании компьютеров расчеты удобней вести, используя исходныеуравнения и зависимости, на основе которых построены диаграммы. Некоторые из них приведены ниже.Зависимость давления насыщенного водяного пара, МПа, над поверхностью жидкости от температуры может быть представлена в виде:ps = e1519 , 77 −4054236 + tЗависимость влагосодержания от атмосферного давления ратм, парциального давления пара рsпри температуре воздуха и его относительной влажности ϕ.d == 0,622p sϕ,pатм − p sϕгде ϕ = pп/ps(t).Зависимость энтальпии влажного воздуха от его влагосодержания и температуры, кДж/кг сухоговоздухаH = Cвt + d (r0 + Cпt ) ,где Св и Сп – удельные средние теплоемкости сухого воздуха и пара в интервале рабочих температур,характерном для систем отопления (СО), вентиляции (СВ)и кондиционирования воздуха (СКВ); r0 –удельная теплота испарения воды в окрестности температуры 0 °C.Зависимость парциального давления пара от влагосодержания α:pп = pатмПлотность влажного воздухаρ=d.0,622 + dpатм 1 + d.RпT 0,622 + dПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧПример 4.1.УсловиеВ системе кондиционирования общественного здания (рис.
4.1) воздух окружающей среды стемпературой tн=-10 0С и относительной влажностью ϕн =40% поступает в камеру смешения, где смешивается с частью вытяжного воздуха. Пройдя термовлажностную обработку в центральном кондиционере 2, воздух поступает в обслуживаемое помещение 3 с параметрами t2 =20 0С и ϕ2=49%. Температуру и относительную влажность воздуха на выходе из цеха принять соответственно равнымиt3=23 0С и ϕ3=44%. Расход приточного воздуха считать равным G0=12,44 кг/с. Степень рециркуляцииαр=0,51.Постройте процесс термовлажностной обработки воздуха в системе кондиционирования в H,dдиаграмме.
Определите, какую тепловую мощность можно сэкономить при применении рециркуляциив схеме кондиционирования воздуха по сравнению с прямоточной схемой.αрG0G1Камерасмешенияt1ϕ1t2ϕ2tсϕсКондиционерt3ϕ3ОбслуживаемоепомещениеРис 4.1. Схема кондиционирования общественного здания.Решение.Для решения задачи можно использовать два метода: аналитический с применениемформул, описывающих изменение состояния влажного воздуха, и графо-аналитический с применением Н-d диаграммы. Вначале рассмотрим второй из них.1. Наносим на диаграмму (рис.
4.2) точки 1,2 и 3, соответствующие параметрам наружного, приточного и вытяжного воздуха. Положение этих точек определяется по пересечению соответствующих изо-152терм и линий постоянной относительной влажности. По диаграмме находим энтальпии Н1=8,5 кДж/кгс.в., Н2=39 кДж/кг с.в, Н3=49 кДж/кг с.в., влагосодержания d1=0,7 г/кг с.в., d2=7,5 г/кг с.в., d3=10,3 г/кг с.в.2.
Наносим на диаграмму точку «О» - конечную точку процесса адиабатного увлажнения воздуха вкамере орошения. Положение точки «О» определяется пересечением линии постоянного влагосодержания d2 и линии относительной влажности, соответствующей 95%. Далее задача разбивается на дваэтапа: построение процессов влажного воздуха для системы с рециркуляцией и прямоточной системы.Энтальпию и влагосодержание воздуха после камеры орошения определяем по диаграмме: Но=29кдж/кг с.в., dо=7,6 г/кг с.в.3. Определяем параметры воздуха после смешения двух потоков (свежего наружного с параметрами«1» и рециркулирующего с параметрами «3») Точка «С» на диаграмме находится, как точка пересечения отрезка «1-3» и изоэнтальпы Нс (или линии dс=const).
Численное значение энтальпии Нс находитсяиз уравнений теплового и материального баланса:G0 = G1 + G3 , G1 = (1 − α р )G0G3 = α р G 0G0 Н с = G1 Н 1 + G3 Н 3G0 d с = G1d1 + G3 d 3В приведенных уравнениях G – массовый расход воздуха (кг/с), Н – энтальпия (кДж/кг). Энтальпия и влагосодержание перед подогревателем первой ступени согласно приведенным уравнениям баланса будут:Н с = aH 3 + 1 − α р Н 1 =0,51 49+(1-0,51) (-8,5)=20,8 кдж/кг с.в.(())d с = ad 3 + 1 − α р d1 = 0,51 0,7+(1-0,51) 10,3=5,4 г/кг с.в.4.
Находим положение точки «П1» (параметры воздуха после подогревателя первой ступени конди-ционера). Положение точки «П1» на диаграмме находится по пересечению линии dс=const и изоэнтальпы Но. Параметры воздуха после подогревателя первой ступени определяются по положению надиаграмме точки «П1», они равны tП1=27 0С, НП1=Нс=29,2 кдж/кг с.в.5. Для прямоточной системы положение точки «П1» находится по пересечению линий постояннойэнтальпии Нс и постоянного влагосодержания d1.6. На диаграмме в итоге нанесено следующее:- смешение двух потоков 1-С, 3-С;- подогрев воздуха в воздухоподогревателе 1-й ступени 1-П1 (прямоточная система) и С-П1(система с рециркуляцией);- адиабатное увлажнение в камере орошения П1-О;- подогрев воздуха в воздухоподогревателе 2-й ступени О-2;- политропный процесс нагрева и увлажнения воздуха в обслуживаемом помещении.7.
Рассчитываем энергосберегающий эффект от применения рециркуляции.Затраты тепловой мощности в прямоточной системе:Qпр=(Н0-Н1)+(Н2-Н0)=Н2-Н1Затраты тепловой мощности в системе с рециркуляцией воздуха:Qр=(Н0-Нс)+(Н2-Н0)=Н2-НсЭкономия тепловой мощности:∆Q= Qпр- Qр=Hс-Н1=20,8-(-8,5)=29,3 кДж/кг с.в.Аналитический расчет1.Рассчитываем энтальпию влажного воздуха (параметры воздуха 1 и 3) по формулеH = Cвt + d (r0 + Cпt ) Н1=-8,4 кДж/кг с.в., Н3=49,5 кДж/кг с.в.2.Рассчитываем энтальпию воздуха после смешения:Н с = aH 3 + (1 − а )Н 1 =0,51 49,5-(1-0,51) 8,4=21,1 кдж/кг с.в.3.Экономия тепловой мощности:∆Q= Qпр- Qр=Hс-Н1=21,1-(-8,4)=29,5 кДж/кг с.в.Пример 4.2УсловиеОцените энергосберегающий эффект от применения рекуперативного теплообменника в системеобщеобменной вентиляции полагая, что в обслуживаемом помещении присутствуют внутренние тепловыделения общей мощностью, равной Q=70 кВт.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
