Практическое занятие №17 Энергосбережение при утилизации теплоты вентиляционных выбросов в рекуперативном теплообменнике.

Оценим энергосберегающий эффект от примене­ния рекуперативного теплообменника в системе ме­ханической общеобменной вентиляции, полагая, что в обслуживаемом помещении присутствуют внутренние тепловыделения общей мощностью равной Q =70 кВт. Мощность тепловых потерь через ограждающие конструкции Q_П0Т = 50 кВт. Массовые расходы приточ­ного и вытяжного воздуха G_п и G_у принять равными G_n = G_у = G = 2 кг/с. Влагосодержание наружного воздуха равно d_H1 = 3 г/кг с. в. В предварительном по­догревателе воздух нагревается до t_н1 = 5 °С. Темпе­ратура приточного воздуха t_n = 20 °С. Эффектив­ность ( ) рекуперативного теплообменника-утилизато­ра примем равной 0,6. Схема вентиляции представлена на рис.8 [18].

Уравнения тепловых балансов для теплообменни­ка-утилизатора, вентилируемого помещения и систе­мы в целом будут:

Q_t= G(H_н2 – Н_н1)=G(H_y1 – H_y2), (17.1)

G(H_п – H_y1)+ Q - Q _пот =0, (17.2)

- G(H_y2 – H_н)+∑ Q+Q=0 (17.3)

где: ∑Q=Q₁+Q₂ – суммарная мощность, подводимая к воздуху;

∆Q= Q - Q _пот –избыточная тепловая мощность в вентилируемом помещении.

Рис.8 Принципиальная: схема системы вентиляции с теплообменником - утилизатором

I — предварительный подогреватель (калорифер), 2 — рекуперативный теплообменник, 3 — подогреватель (калорифер}, 4 — приточный вентилятор, 5 — вентилируемое помещение, 6 — вытяжной вентилятор.

Из уравнения расхода следует, что затраты тепловой мощности по обогреву воздуха в системе вентиляции с теплообменником утилизатором равны:

∑ Q_у = G(H_y2 – H_н) - ∆Q. (17.4)

Для прямоточной (без теплообменника - утилизатора) системы общеобменной вентиляции затраты тепловой мощности по обогреву воздуха получаются из уравнения баланса, если принять H_y2 = H_y1

∑ Q= G(H_y1 – H_н) - ∆Q (17.5)

Энергосберегающий эффект от применения теплообменника - утилизатора в абсолютном исчислении (экономия тепловой мощности, подводимой от внеш­него источника теплоснабжения) ∆Q_э будет:

∆Q _э =∑Q - ∑ Q_у = G(H_y1 – H_у2)= ∆Q_т (17.6)

С учетом эффективности теплообменника-утилизатора:

ε= H_y2 – H_у1 / H_y1 – H_н1 (17.7)

экономия тепловой мощности составит:

∆Q _э = g ε (h_у1 -H _н1). (17.8)

Далее численные расчеты сводятся к вычислениям энтальпий влажного воздуха Н₁, Н_п и энтальпии Н_v1 из уравнения баланса по формуле:

Н_y1= (∆Q /G)+H_n. (17.9)

1. H_н1 = Св t _н1 + d _н1 (r ₀ + Сп t _н1)=1,005∙5 + 3∙10^-3 (2500 + 1,807∙5) = 5,025 + 7,53 = 12,56 кДж/кг с. в.

2. H_n = C_Bt_n + d_n(r₀ + C_пt_n) = 1,005∙20 + 3∙10^-3 (2500+1,8О7∙20)= 20,1+7,71=27,71 кДж/кг с. в.

3.H _у1 = (∆Q /G) +H _п = (20/2) + 27,71= 37,71 кДж/кг с. в.

Энергосберегающий эффект

4. ∆Q _э= G ε(h_у1 -H _н1)= 2∙0,6 (37,71 - 12,56) = 3018 кВт.