Энергоэффективность систем обеспечения параметров микроклимата. Тепловой баланс помещений

Исходные данные

Размеры рабочего пространства

Толщина футеровки

Размер рабочего окна

Стены

Свод

Под

В, мм

L, мм

H, мм

S1, мм

S2, мм

S3, мм

S4, мм

600

1000

700

230

115

230

460

400?400

Температура, С

Масса, кг

Температура металла, С

Время нагрева

Печи tп

ОС tос

Gм

Спр

tмн

t мк

фн, час

1100

20

70

15

20

1070

6,9

Тепловой расчет печи сводится к составлению теплового баланса, который представляет собой уравнение, связывающее приход и расход тепла. При проектирование печи тепловой баланс составляют с целью определения мощности в электрической печи. В этом случае статьи расхода определяются расчетным путем по соответствующим формулам. Тепловой баланс действующей печи составляют с целью определения технико-экономических показателей ее работы. В этом случаи статьи баланса можно определить как экспериментально так и расчетом.

Распределение полезной разности температур. Температурные потери

Определяем физические параметры раствора в корпусах.

Теплоёмкость раствора в 1-ом корпусе:

кДж/кг.

Теплоёмкость раствора в 2-ом корпусе:

кДж/кг.

Физические константы раствора и воды, найденные по рис.4.1-4.3 , сводим в таблицу, причём предварительно принимаем, что температура кипения раствора в 1-ом корпусе равна 120oC, а во 2-ом — 80оС.

Таблица 2.1 Параметры воды и раствора.

Наименование физических констант

Первый корпус

Второй корпус

Вода

Раствор

Вода

Раствор

Плотность ,кг/м3

943

1047

971

1125

Теплоёмкость С, кДж/кг

4,25

4

4,19

3,5

Вязкость ,м2/сек·10-6

0,226

0,336

0,366

0,454

Теплопроводность ,кДж/(кг·К)

0,686

0,58

0,686

0,56

Физико-химические температурные депрессии определяем по рис.4.1 с соответствующей поправкой на давление; оцениваем гидростатические и гидравлические депрессии; все данные сводим в табл. 2.2:

Таблица 2.2 Величины депрессий.

Род депрессии

Корпус

I

II

Физико-химическая 1

1,2

4.4

Гидростатическая 2

2

0.3

Гидравлическая 3

1

0.5

Суммарная

4.2

5.2

Находим значения температурных депрессий.

Температурные депрессии при атмосферном давлении

  • ?’1н=1,2 С
  • ?»1н=4,4С ,

в 1-ом и 2-ом корпусе соответсвенно.

Температурные депрессии:

,

в 1-ом и 2-ом корпусе соответсвенно.

Гидростатическая дипрессия.

Температура насыщения в корпусах:

в 1-ом и 2-ом корпусе соответственно

Температура кипения раствора:

в 1-ом и 2-ом корпусе соответственно.

Давление в среднем слое кипятильных труб:

,

где Н=4 м -ориентировочная высота трубок выпарного аппарата.

е=0,6 м3/м3 — объемная доля пара в кипящем растворе.

Температура кипения раствора в среднем слое кипятильных труб

Температура кипения раствора на нижнем слое:

Гидростатическая дипрессия:

Гидравлическая депрессия изменяется в пределах 0,5…1 С.

Полная (располагаемая) разность температуры установке:

оС,

где ts=159- температура греющего пара при Р=0,6 МПа;

2=74оС — температура вторичного пара во 2-ом корпусе.

Полезная разность температур:

оС.

Согласно заданию оба корпуса должны иметь одинаковые поверхности нагрева. В соответствии с этим полезная разность температур распределяется между корпусами прямо пропорционально их тепловым нагрузкам и обратно пропорционально коэффициентам теплопередачи, т.е.:

Тепловые нагрузки корпусов могут быть приняты пропорциональными количествам выпариваемой в них воды с поправкой в дальнейшем на явление самоиспарения и увеличение скрытой теплоты парообразования во втором корпусе. Таким образом:

Отношение коэффициентов теплопередачи по корпусам принимаем предварительно (по опытным данным) k1/k2=2. Подставив эти значения, получим:

Так как полезная разность температур: t=t1+t2=75.6oC, то:

оС,

оС.

Температура кипения раствора в 1-ом корпусе:

t1=ts-t1=129-27.2=101.8 oC.

Температура вторичного пара в 1-ом корпусе:

1=t11=101.8-4.2=97.6 oC.

Температура кипения раствора во 2-ом корпусе:

t2=t`s+=74+9.4=83.4 oC,

где t`s=74oC — температура пара при Р=0,6 ата.

Температура греющего пара во 2-ом корпусе:

`1=t2+t2=83.4+48.3=131.7oC.

Температура вторичного пара во 2-ом корпусе:

2=t22=83.4-5.2=78.2oC.

На основе полученных результатов и данных, взятых из таблиц водяного пара, составляем табл. 2.3.

Таблица 2.3 Темпреатуры и энтальпии пара и жидкости.

Наименование параметров

Первый корпус

Второй корпус

Обозначение

I

Обозначение

II

Температура греющего пара, оС

ts

129

`1

131.7

Температура кипения раствора, оС

t1

101.8

t2

83.4

Температура вторичного пара, оС

1

97.6

2

78.2

Температура конденсата, оС

1

151.9

2

123.35

Энтальпия греющего пара, кДж/кг

i`1

2756

i`2

2711

Энтальпия вторичного пара, кДж/кг

1

2711

2

2635

Теплота парообразования вторичного пара, кДж/кг

r1

2194

r2

2322

Четвертый способ см. рисунок 14 .

Применение сотовых увлажнителей дает возможность наиболее оптимального с точки зрения затрат энергии решить вопрос увлажнения воздуха. Задавшись фронтальной скоростью движения Vф = 2,3 м/сек приточного воздуха в сотовом увлажнителе можно достичь относительной влажности приточного воздуха:

  • при глубине сотовой насадки 100мм — φ = 45%;
  • при глубине сотовой насадки 200мм — φ = 65%;
  • при глубине сотовой насадки 300мм — φ = 90%.

1. Параметры внутреннего воздуха выбираем из зоны оптимальных параметров:

  • температуру – максимальную tВ = 22°С;
  • относительную влажность – минимальную φВ = 30%.

2. По двум известным параметрам внутреннего воздуха находим точку на J-d диаграмме — (•) В.

3. Температуру приточного воздуха принимаем на 5°С меньше температуры внутреннего воздуха

tП = tВ — 5, °С.

На J-d диаграмме проводим изотерму приточного воздуха — tП.

4. Через точку с параметрами внутреннего воздуха — (•) В проводим луч процесса с численным значением тепло-влажностного отношения

ε = 5 800 кДж/кг Н2О

до пересечения с изотермой приточного воздуха — tП.

Получаем точку с параметрами приточного воздуха — (•) П.

Энергоэффективность систем обеспечения параметров микроклимата. Тепловой баланс помещений

5. Из точки с параметрами наружного воздуха — (•) Н проводим линию постоянного влагосодержания — dН =  const.

6. Из точки с параметрами приточного воздуха — (•) П проводим линию постоянного теплосодержания — JП = const до пересечения с линиями:

относительной влажности φ = 65%.

Получаем точку с параметрами увлажнённого и охлаждённого приточного воздуха — (•) О.

постоянного влагосодержания наружного воздуха — dН = const.

Получаем точку с параметрами нагретого в калорифере приточного воздуха — (•) К.

7. Часть нагретого приточного воздуха пропускаем через сотовый увлажнитель, оставшуюся часть воздуха пропускаем по байпасу, минуя сотовый увлажнитель.

8. Смешиваем увлажнённый и охлаждённый воздух с параметрами в точке — (•) О с воздухом, проходящим по байпасу, с параметрами в точке — (•) К в таких пропорциях, чтобы точка смеси — (•) С совместилась с точкой приточного воздуха — (•) П:

  • линия КО — общее количество приточного воздуха — GП;
  • линия КС — количество увлажнённого и охлаждённого воздуха — GО;
  • линия СО — количество воздуха, проходящего по байпасу — GП — GО.

9. Процессы обработки наружного воздуха на J-d диаграмме будут изображаться следующими линиями:

  • линия НК — процесс нагревания приточного воздуха в калорифере;
  • линия КС — процесс увлажнения и охлаждения части нагретого воздуха в сотовом увлажнителе;
  • линия СО — байпасирование нагретого воздуха, минуя сотовый увлажнитель;
  • линия КО — смешение увлажнённого и охлаждённого воздуха с нагретым воздухом.

10. Обработанный наружный приточный воздух с параметрами в точке — (•) П поступает в помещение и ассимилирует избытки теплоты и влаги по лучу процесса — линия ПВ. За счёт нарастания температуры воздуха по высоте помещения — grad t. Параметры воздуха изменяются. Процесс изменения параметров происходит по лучу процесса до точки уходящего воздуха — (•) У.

11. Количество воздуха, проходящего через оросительную камеру можно определить по отношению отрезков

12. Необходимое количество влаги для увлажнения приточного воздуха в оросительной камере

Принципиальная схема обработки приточного воздуха в холодный период года — ХП, для 4-го способа, смотри на рисунок 15.

Энергоэффективность систем обеспечения параметров микроклимата. Тепловой баланс помещений

Instagram не типичного строителя
Adblock
detector