Учебник - Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях (989625), страница 51
Текст из файла (страница 51)
Мощность тепловых потерь через ограждающиеконструкции Qпот=50 кВт. Массовые расходы приточного Gп. и выбрасываемого Gу воздуха принятьравными Gп=Gу=G=2 кг/с. Влагосодержание наружного воздуха равно dн1=3 г/кг с.в. В предварительномподогревателе воздух нагревается до tн1=5 0С. Температура приточного воздуха tп=20 0С. Эффективность теплообменника утилизатора ε=0,6. Схема вентиляции представлена на рис. 4.3.153555020%φ= 10%4530%4040%60%50%3580%30П13Температура, 0С25100%220П115Н=50 кДж /кг10СО5Н=40 кДж /кгН=30 кДж /кг0Н=20 кДж /кг-5Н=10 кДж /кг1-10H=0 кДж /кг-15-20012345678910 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25d г/кг с.в.Рис.
4.2 Изменение состояния влажного воздуха в системе кондиционирования общественного здания.6ty2ty1tн1tн21tн∑∆Qгорячаявода2tп345Рис. 4.3. Принципиальная схема системы вентиляции с теплообменником-утилизатором.1 – предварительный подогреватель (калорифер), 2 – рекуперативный теплообменник, 3 –подогреватель (калорифер), 4 – приточный вентилятор, 5 – вентилируемое помещение,Решение154Уравнения тепловых балансов для теплообменника-утилизатора, вентилируемого помещения исистемы в целом будут:Qту = G (H н2 − H н1 ) = G (H у1 − H у2 )G (H п − H у1 ) + Q − Qпот = 0− G ( H у2 − H н ) + ∑ Q + ∆Q = 0где ΣQ=Q1+Q2 – суммарная мощность, подводимая к воздуху, ∆Q=Q-Qпот – избыточная тепловая мощность в вентилируемом помещении. Из уравнения теплового баланса системы следует, что затратытепловой мощности по обогреву воздуха в системе вентиляции с теплообменником утилизатором равны∑Qу= G (H у2 − H н ) − ∆QДля прямоточной системы общеобменной вентиляции, если принять Ну2=Ну1, затраты тепловоймощности по обогреву воздуха:∑Q = G(Hу1− Hн ) − ∆QЭнергосберегающий эффект от применения теплообменника-утилизатора в абсолютном исчислении (экономия тепловой мощности, подводимой от внешнего источника теплоснабжения) ∆Qэ будет∑Q = ∑Q − ∑Qэу= G (H у1 − H у2 ) = ∆QтуС учетом эффективности теплообменника утилизатора∑Qэε=H у2 − H у1H у1 − H н1= G ε (H у1 − H н1 )Для ответа на поставленный вопрос необходимо рассчитать энтальпии влажного воздуха Н1,Нп, Ну1.H н1 = Cв t н1 + d н1 (r0 + Cп t н1 ) =1,005 5+3 10-3(2500+1,807 5)=5,025+7,53=12,56 кДж/кг с.в.H п = C в t п + d п (r0 + C п t п ) =1,005 20+3 10-3(2500+1,807 20)=20,1+7,71=27,71 кДж/кг с.вЭнтальпию Ну1 найдем из уравнения теплового баланса помещения:Ну1=(∆Q/G)+Hп =(20/2)+27,71=37,71 кДж/кг с.в.Энергосберегающий эффект:∑Qэ= G ε (H у1 − H н1 ) =2 0,6 (37,71-12,56)=25,15 кВт.Пример 4.
3.УсловиеФактическое теплопотребление системой горячего водоснабжения жилого здания, выявленное порезультатам инструментального энергоаудита, составляет 120 кВт. Оцените потенциал энергосбережения, если расчетное количество потребителей горячей воды равно m = 100 человек. Температурагорячей воды 55°С, температура холодной водопроводной воды в отопительный период 5°С, в летнийпериод 15ºC.РешениеСреднесуточный расход теплоты на горячее водоснабжение в отопительный период определяетсяпо формуле:Qгвср,.зс = 1,2 ⋅ m ⋅ a ⋅ (t г − t х , з )с срp , кДж/сут,где a = 105 ÷ 120 кг/(чел-сут) – норма водопотребления для жилых зданий квартирного типа, оборудованных ванными; с p = 4,19 кДж/(кг·K) - средняя удельная теплоемкость воды;cpТогдаQгвср,.зс = 1,2 ⋅ 100 ⋅ 120 ⋅ (55 − 5) ⋅ 4,19 = 3016800 кДж/сутСредняя нагрузка на горячее водоснабжение в отопительный период:155Qгвср,.зс3016800== 34,92 кВт24 ⋅ 3600 24 ⋅ 3600Qгвср, з =Средняя за отопительный период нагрузка определяется по формуле:Qгвср, л = 34,92 ⋅гдеβ = 0,855 − 5⋅ 0,8 = 34,92 кВт55 − 15(для жилищно-коммунального сектора).Расчетная максимальная тепловая нагрузка на горячее водоснабжение:Qгвр = χ ⋅ Qгвср, з = 2,4 ⋅ 34,92 = 83,8 кВт, где χ - расчетный коэффициент часовой неравномерности, ориентировочно для жилых и общественных зданий принимают χ = 2,4 .Потенциал энергосбережения можно оценить, как разность фактической и расчетной тепловыхрнагрузок - Qф.- Qгв =120-83,8=32,2 кВт.ЗАДАЧИЗадача 4.1.В системе кондиционирования общественного здания воздух окружающей среды с температурой t1=320С и относительной влажностью ϕ1 =80% поступает в камеру смешения, где смешивается счастью вытяжного воздуха.
Пройдя термовлажностную обработку в центральном кондиционере, воздух поступает в обслуживаемое помещение с параметрами t2 =200С и ϕ2=55%. Температуру и относительную влажность воздуха на выходе из цеха принять соответственно равными t3=230С и ϕ3=65%.Расход приточного воздуха считать равным G0=10 кг/с. Степень рециркуляции αр=0,3.Постройте процесс термовлажностной обработки воздуха в системе кондиционирования в H, dдиаграмме. Определите, какую холодильную мощность можно сэкономить при применении рециркуляции в схеме кондиционирования воздуха по сравнению с прямоточной схемой. Определите экономию условного топлива за год, полагая, что источником холодоснабжения установки является холодильная машина, к.п.д. которой равен 0,8, а система кондиционирования работает 18 часов в сутки.Задача 4.2.В системе кондиционирования здания (см.
схему) воздух окружающей среды с температуройtн=00С и влажностью dн=3 г/кг с.в. подогревается в утилизационном рекуперативном теплообменникедо температуры t1=150С. Затем, пройдя термовлажностную обработку в центральном кондиционере,воздух поступает в обслуживаемое помещение с параметрами tп2=200С и ϕп2.=55%. Температуру и относительную влажность воздуха на выходе из цеха принять соответственно равными tв=250С иϕв=65%.
Расход свежего воздуха равен Gн=2 кг/с. Определите, какую тепловую мощность можно сэкономить при применении в схеме кондиционирования утилизационного теплообменника, по сравнениюс прямоточной схемой. Определите экономию условного топлива, полагая, что источником теплоснабжения является ТЭЦ.ТеплообменникGнtнϕн1П2Вt1ϕ1tп2ϕп2tвϕвКондиционерОбслуживаемоепомещениеЗадача 4.3.Жилое здание типовой постройки типа П31/12 имеет строительный объем 24950 м3 и расположено в г. Москва. Оцените годовую экономию тепловой энергии, если в результате проведения комплекса энергосберегающих мероприятий, связанных с улучшением теплозащитных свойств ограждающих конструкций, удалось снизить теплопотери в окружающую среду на 5%.Задача 4.4.156Определите величину зазора между стёклами оконной рамы размерами h=1,5 мм (высота) иl=2,0 мм (ширина) при которой тепловые потери через окно будут минимальными. Толщина стеколd=0,003 м.
При решении задачи принять расчетные температуры наружного и внутреннего воздуха поСНиП. Жилое здание расположено в г. Москве.Задача 4.5В приточной системе вентиляции холодный наружный воздух с температурой tн =-150С поступаетв калорифер по стальному воздуховоду квадратного сечения размерами (50×50) мм. Толщина стенкивоздуховода δ=1,5 мм. Длина участка воздуховода от ввода в здание до калорифера L=15 м. Температура в месте прокладки воздуховода t1=180С. Воздух подогревается в калорифере до tв=220С и подается вентилятором в обслуживаемое помещение.
Расчетные параметры теплоносителя в водянойсистеме отопления 105-700С. Производительность вентилятора 18000 м3/ч. Какая тепловая мощностьэкономится за счет подогрева воздуха на участке от ввода до калорифера? На сколько уменьшитсярасход горячей воды?Задача 4.6 Сравните годовое теплопотребление системой вентиляции образовательного учреждения, расположенного в Москве, при круглосуточной работе с максимальной нагрузкой и при работе вследующем режиме теплопотребления:Интервалы часов в суткиТепловая нагрузка, в % отqв6-870%8-18100%18-810%Максимальная часовая вентиляционная нагрузка qв =1,09 Гкал/ч.Задача 4.7Рассчитайте площади поверхностей теплообмена калориферов, используемых для нагрева 10кг/с наружного воздуха от – 26°C до + 10°C воздухом, удаляемым из помещения, в системе утилизациитеплоты последнего с жидкостно-воздушными теплообменниками-утилизаторами (калориферами) ициркулирующим между ними промежуточным теплоносителем.
В качестве промежуточного теплоносителя используется вода. Ее минимальная температура в системе + 5°C, конечная + 8°C. Температурвытяжного воздуха + 25°C, относительная влажность 50 %.Задача 4.8При расчете воздухоподогревателя в системе утилизации теплоты вентиляционных выбросовполучены следующие данные: площадь поверхности теплообмена 450 м2, проходные сечения по воздуху 2 м2 и по воде 0,006 м2. Каким образом необходимо скомпоновать воздухоподогреватель из калориферов с поверхностью теплообмена 122,4 м2, проходными сечениями 1,045 м2 и 0,003 м2?Задача 4.9Рассчитайте экономию тепловой энергии в случае уменьшения расхода инфильтрующегося воздухана 50% из-за проведения энергосберегающих мероприятий.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
